В холодных окраинах Солнечной системы вода считается главным строительным материалом льдов. Но у некоторых комет и далёких ледяных тел соотношение угарного газа (CO) к воде необычно высокое — будто в мороженом вдруг оказалось слишком много сиропа. Откуда берётся такой перекос, попытались выяснить авторы новой работы.
Они собрали компьютерную модель протопланетного диска — того самого вращающегося «блина» из газа и пыли, где позже соберутся планеты. В модели пылинки слипаются, дробятся и дрейфуют к звезде, а вода и CO переходят из льда в пар и обратно. Отдельно учли стадию накопления диска — момент, когда вещество ещё только падает на него из окружающего облака.
Однако камешки — это ещё не планетезимали, зародыши планет размером с астероид. В гладком диске без особенностей CO-богатые камешки не успевают собраться в крупные тела. Чтобы они выросли, нужны «ловушки» — области, где давление газа повышено и пыль скапливается, или процессы, убирающие газ и оставляющие только твёрдые частицы.
Модель с накоплением диска усилила обогащение CO во внешней части. Это значит, что химическая эволюция диска и будущий состав атмосфер планет тесно связаны с тем, как диск рос. Иначе предсказания о том, сколько углерода попадёт в атмосферу новорождённой планеты, могут оказаться неверными.
Линия снега CO в протопланетном диске находится дальше от звезды, чем линия снега воды, потому что угарный газ замерзает при более низкой температуре — примерно при -250°C.
В романе Артура Кларка «2010: Одиссея два» Европа, спутник Юпитера, покрыта льдом, под которым может скрываться океан. Состав льда на таких телах зависит от того, какие газы замёрзли ещё в протопланетном диске.