Астрономы построили модель, объясняющую ускоренное формирование планет
Существующие модели формирования планет не могут объяснить факт наличия в Солнечной системе таких планет, как Юпитер, Сатурн или Уран - они расположены на громадном расстоянии от звезды и астрономы пока не обнаружили в других звездных системах планет, которые бы были также сильно удалены от своего светила. Эту загадку смогла решить команда из четырех физиков - они предложили новую модель формирования планет, которая математически показала, как Юпитеры или Ураны могут возникать на очень больших расстояниях от звезды.
В звездных системах, которые мы можем наблюдать вокруг нас, большинство планет вращаются максимально близко к своим звездам (примером служат большие и раскаленные «горячие юпитеры»). Но в нашей собственной все наоборот: даже крошечный Меркурий вращается достаточно далеко от Солнца, а Юпитер, Сатурн и два гиганта поменьше находятся вообще «на отшибе». Лишь недавно была сфотографирована первая планета в другой системе, сходная по природе и местоположению с Юпитером. Но это не помогло ответить на вопрос: как они формируются?
Классическая модель, согласно которой планеты-гиганты зарождаются в ходе множественных столкновений планетезималей и последующей аккреции огромного количества газа (в течение миллионов лет) требуют, чтобы этот процесс проходил в непосредственной близости от звезды. Чего в реальности не наблюдается. Значит, должны существовать другие сценарии формирования таких планет, и коллектив во главе с Томми Чи Хо Лау стал первым, кто предложил стройное объяснение этой загадки.
Их исследование показало, что образование планет-гигантов может проходить гораздо быстрее и с меньшими потерями энергии и ресурсов, чем считалось ранее. А ключевую роль в данных процессах играют кольцевые возмущения в протопланетных дисках — так называемые «субструктуры».
В модели, с высокой детальностью проработанной учеными, все начинается с крошечных (меньше миллиметра) частиц пыли, которые благодаря сложной аэродинамике накапливаются в турбулентном газовом диске. Но субструктуры в какой-то момент начинают задерживать пыль и предотвращают ее «утекание» в сторону все сжигающего Солнца. В результате на очень компактном пространстве появляется очень много «строительного материала», что приводит к взрывному росту будущей планеты-гиганта.
После этого процесс становится самоподдерживающимся и уже мало зависит от расстояния до звезды, обеспечивая появление планет даже на расстоянии в десятки астрономических единиц от оранжевого карлика. При этом в других системах подобные события могут происходить еще быстрее и на еще более грандиозном удалении от светила, что косвенно подтверждают новейшие наблюдения за экзопланетами того же «Уэбба» или радиообсерватории ALMA, которая обнаружила молодые газовые гиганты на расстоянии более 200 а.е. от собственных звезд.
