Ученые объяснили, почему орбиты планет Солнечной системы наклонены
Ученые нашли ответ, почему планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца не в идеальной плоскости, а под разными углами. Причиной могут быть диски, из которых рождаются планеты: у них есть слабые искривления, которые и могут влиять на будущий наклон небесных тел.
Исследование провела группа астрономов под руководством Эндрю Винтера из Лондонского университета Королевы Марии с помощью комплекса радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама. Результаты опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters 27 августа.
Астрономы детально изучили 15 протопланетных дисков, из которых рождаются планеты, и измерили доплеровское смещение угарного газа в каждом из них. Этот показатель помогает определить скорость и направление движения газа. «Результаты исследования показывают, что протопланетные диски слегка искривлены», — подчеркивает Винтер. По подсчетам, наклон диска может варьироваться от 0,5 до 2 градусов.
Это открытие опровергает устоявшееся представление о протопланетных дисках как об идеально плоских, закрученных и упорядоченных структурах, демонстрируя присущий им хаос и неоднородность. Причина пока остается загадкой, но ученые рассматривают две основные версии. Вероятно, на диск воздействует своей гравитацией невидимая звезда-компаньон, создавая приливные силы, которые по-разному влияют на его внутренние и внешние части. Другое объяснение может скрываться в самом диске — беспорядочное перемешивание материала могло привести к образованию сгустков пыли и газа, которые, взаимодействуя друг с другом, искажают изначально ровную структуру.
Какой бы ни была причина, исследователи обнаружили важную закономерность у всех дисков: свойства искривлений оказались связаны со скоростью, с которой материал из диска попадает на центральную звезду, питая ее рост. Это указывает на существование динамической связи между самой внутренней частью диска и внешней, где как раз происходят искажения и формируются планеты.
Исследователи с помощью компьютерного моделирования показали, что искривления могут быть ответственны за появление спиральных узоров, которые часто видны в протопланетных дисках. Они также могут вызывать перепады температур до 10°C между различными частями диска.
Выяснилось также, что обнаруженные искривления диска влияют на наклон орбит планет в нашей Солнечной системе. Относительно солнечного экватора орбита Земли наклонена на 7,25 градуса, Марса — на 5,65 градуса, Юпитера — на 5,51 градуса и так далее. «Эти скромные, но важные характеристики могут быть обычным результатом формирования звезд и планет», — заключили авторы работы.
В таком случае искажения в протопланетных дисках могут быть тем самым недостающим звеном, которое объясняет, как планеты в итоге оказываются на своих окончательных, «неидеальных» орбитах. Это дает теоретикам новую переменную для моделей формирования планет, позволяя по-новому взглянуть на историю возникновения планет Солнечной системы, включая нашу Землю.
О том, что такое орбита и в чем ее особенности у разных небесных тел, читайте в материале Pro Космос.
Изображение Richard Teague and the exoALMA Collaboration
