Как образуются планеты в двойных системах и при этом не разрушаются?

Как образуются планеты в двойных системах и при этом не раздавливаются

Астрономам удалось воссоздать реалистичную модель формирования планет в двойных звездных системах.

Исследовательская группа из университета Кембридж и команда соратников из Института Макса Планка продемонстрировали, как формируются экзопланеты типа Татуин в двойных звездных системах, не будучи разрушенными по причине хаотичности среды рождения.

Был изучен тип двойной системы, где меньшая звезда вращается вокруг родительской большой звезды примерно каждые сто лет. Речь идет об Альфе Центавра.

В итоге было обнаружено, что для формирования планет в подобных системах планетезимали (строительные планетарные блоки), вращающиеся вокруг молодой звезды, должны были на начальной стадии формирования быть не менее десяти километров в диаметре. Что касается диска из пыли, газа и льда, который окружает звезду, он должен быть относительно круглым.

Предполагается, формирование планет начинается с протопланетного диска, который состоит по большей части из водорода, гелия и крошечных частиц пыли и газа, вращающихся вокруг молодой звезды.

Современная теория гласит: частицы пыли как бы прилипают друг к другу, создавая таким образом более крупные и твердые тела. Далее, если процесс продлится недолго, получится планета, похожая на Землю. В случае, если планета продолжит расти, то благодаря увеличенной гравитации она станет улавливать еще больше газа и пыли. В результаты сформируется газовый гигант вроде Юпитера.

Вот только вышеописанное подходит для описания образования планет вокруг одной звезды. А вот бинарные системы работают иначе. Ведь в этом союзе звезда-компаньон выступает в роли огромного миксера, периодически как бы взбалтывая протопланетный диск. Из-за такого эффекта в двойных системах твердые частицы сталкиваются друг с другом с большей скоростью. Вот, почему чаще они не образуют что-то, а уничтожают друг друга.

И вот парадокс. Во многих двойных системах найдены экзопланеты. Вопрос: как они туда попали?

Были предположения, что эти планеты плавали свободно в космическом пространстве и были втянуты гравитацией в бинарный союз. Но ученые легких путей не ищут и занялись работой над математической моделью роста планет внутри двойной системы, которая использует реалистичные физические показатели с учетом процессов, которые обычно упускаются из виду, к примеру, гравитационное влияние газового диска на движение планетезималей внутри него.

Еще несколько лет назад исследователи поняли, что помимо сопротивления газа, гравитация диска резко изменяет динамику самих планетезималей, в ряде случаев позволяя планетам сформироваться, причем даже несмотря на гравитационные возмущения, которые вызываются звездным компаньоном.

Новая модель показала, что планеты могут-таки строиться в двойных системах, похожих на Альфа Центавра, но с условием, что планетезимали изначально имеют размер не менее десяти километров, ну а протопланетный диск по форме максимально близок к круглому. И если эти условия выполняются, планетезимали в определенных частях диска могут двигаться достаточно медленно относительно друг друга, чтобы склеиваться, а не разрушать друг друга.

Эти же условия можно использовать в исследовании происхождения планет типа Татуин — экзопланет, которые вращаются вокруг обоих компаньонов двойной системы. И примерно дюжину таких систем были идентифицированы космическим телескопом NASA Кеплер.

Популярные материалы