Стандартна модель формування планет у Чумацькому Шляху
Міжнародна група астрономів визначила далеку планетарну систему, яка ставить під сумнів одну з найпоширеніших ідей про те, як формуються планети.
У більшості планетарних систем, що спостерігаються в Чумацькому Шляху, вчені бачать однакову основну схему розташування. Малі, кам’янисті планети обертаються близько до своєї зірки, тоді як великі газові гіганти обертаються на більших відстанях. Наша власна Сонячна система відповідає цій схемі. Внутрішні планети: Меркурій, Венера, Земля та Марс складаються переважно з каменю та металу. Далі від зірки, Юпітер, Сатурн, Уран та Нептун мають переважно товсті шари газу.
Чому газові гіганти формуються далі від зірки
Це розташування пояснюється провідною теорією формування планет. Молоді зірки випромінюють інтенсивне випромінювання, яке може відривати гази від сусідніх планет, що розвиваються, залишаючи після себе тверді, кам’янисті світи. Далі від зірки нижчі температури дозволяють планетам утримувати товсті атмосфери, що призводить до формування газових гігантів.
Система LHS 1903, що порушує правила
Нещодавно виявлена система, що обертається навколо зірки LHS 1903, не відповідає цьому сценарію. Відкриття, про яке повідомляється в журналі Science, стосується невеликої, слабкої червоної карликової зірки, яка холодніша та менш масивна за Сонце.
Виявлення четвертої планети LHS 1903 e
Дослідники під керівництвом професора Раяна Клутьє з Університету Макмастера та професора Томаса Вілсона з Університету Ворвіка об’єднали дані телескопів на Землі та в космосі для вивчення системи. Спочатку вони визначили три планети. Найглибший світ є кам’янистим, за ним йдуть дві планети, багаті на газ, схожі на менші версії Нептуна, що відповідає стандартним очікуванням.
Але роки додаткових спостережень принесли несподіваний поворот. Нові вимірювання супутника CHEOPS Європейського космічного агентства виявили четверту планету під назвою LHS 1903 e, яка обертається найдалі від зірки. Дивно, але цей зовнішній світ видається кам’янистим.
«Ми спостерігали таку закономірність: кам’янистий всередині, газоподібний зовні, у сотнях планетарних систем. Але тепер відкриття кам’янистої планети у зовнішній частині системи змушує нас переосмислити час та умови, за яких можуть утворюватися кам’янисті планети», — каже Клутьє, доцент кафедри фізики та астрономії.
Виключення сценаріїв зіткнень та зрушень орбіт
Команда дослідила кілька можливих пояснень. Вони розглядали, чи міг масивний удар зруйнувати атмосферу планети. Вони також досліджували, чи могли планети з часом змістити свої положення. Детальне комп’ютерне моделювання та дослідження орбіт планет виключили обидва сценарії.
Натомість результати вказують на більш неочікувану ідею. Планети в цій системі, можливо, не утворилися одночасно. Швидше, вони могли розвиватися одна за одною, оскільки умови навколо зірки змінювалися.
Формування планет «навиворіт» як нове пояснення
Стандартні моделі припускають, що планети виникають у протопланетному диску, закрученій хмарі газу та пилу, що оточує молоду зірку. У цьому середовищі згустки матеріалу утворюють кілька планетарних ембріонів приблизно одночасно. Протягом мільйонів років ці тіла, що ростуть, еволюціонують у повністю сформовані планети з різними розмірами та складами.
Структура системи LHS 1903 передбачає інший шлях, відомий як формування планет «навиворіт». У цьому сценарії планети формуються послідовно в умовах зміни середовища. Місцеві умови на момент завершення формування кожної планети визначають, чи стане вона багатою на газ, чи залишиться кам’янистою.
Ця структура може пояснити незвичайну природу LHS 1903 e. На момент початку формування більша частина газу в навколишньому диску, можливо, вже розсіювалася, залишаючи занадто мало матеріалу для створення щільної атмосфери.
Планетарне різноманіття змінює наукові моделі
«Чудово бачити, як кам’янистий світ формується в середовищі, яке не повинно сприяти такому результату. Це ставить під сумнів припущення, закладені в наші сучасні моделі», — каже Клутьє, додаючи, що це відкриття порушує ширші питання про те, чи є LHS 1903 аномалією, чи раннім прикладом закономірності, яку вчені ще не розпізнали.
«Оскільки телескопи та методи виявлення стають точнішими, ми зміцнюємо нашу здатність знаходити планетарні системи, які не схожі на нашу власну та не відповідають давнім теоріям», — каже він.
«Кожна нова система додає ще одну точку даних до зростаючої картини планетарного різноманіття, яка змушує вчених переосмислити процеси, що формують світи по всій галактиці».
Джерело: ScienceDaily
