Многие газовые гиганты-экзопланеты ждут своего открытия

Многие газовые гиганты-экзопланеты ждут своего открытия

В настоящее время невидимое количество планет, подобных Юпитеру, находится на орбите близлежащих звезд, похожих на Солнце, в ожидании открытия космическим телескопом НАСА WFIRST. Это соответствует новым моделям образования газовых гигантов Алана Босса Карнеги. Его модели подкреплены новой научной статьей об удивительном открытии газовой гигантской планеты, вращающейся вокруг звезды с низкой массой.

Босс объяснил: «С тех пор как в 1995 году была открыта первая подтвержденная экзопланета, горячий Юпитер, Астрономы преуспели в поисках и обнаружении экзопланет любого размера». «Буквально тысячи их найдено на сегодняшний день, с массой от меньшей, чем у Земли, до массы, во много раз превышающей массу Юпитера.»

Однако в знаниях ученых об экзопланетах, вращающихся вокруг своих звезд на расстояниях, аналогичных тем, на которых газовые гиганты нашей Солнечной системы вращаются вокруг Солнца, по-прежнему имеются зияющие дыры. С точки зрения массы и орбитального периода такие планеты, как Юпитер, представляют собой особенно небольшую популяцию известных экзопланет, но пока не ясно, связано ли это с отклонениями в методах наблюдений, используемых для их поиска, которые благоприятствуют планетам с коротким периодом, или с более длинными периодами, или же это представляет реальный дефицит в экзопланетных демографических данных.

Все недавние открытия, сделанные об экзопланетах, привели к тому, что теоретические модели образования планет вновь оказались в центре внимания. Существуют два основных механизма для предсказания того, как образуются гигантские планеты из вращающегося диска газа и пыли, окружающего молодую звезду — снизу вверх, называемый аккумуляцией ядра, и сверху вниз, называемый нестабильностью диска.

Первое относится к медленному строительству планеты в результате столкновений все более крупных материалов — зерен твердой пыли, гальки, валунов и, в конечном счете, планетарных объектов. Последнее относится к быстрому процессу, который происходит, когда диск достаточно массивен и охлажден, чтобы сформировать спиральные руки, а затем плотные глыбы самогравитирующегося газа и пыли сжимаются и сливаются в маленькую планету.

В то время как увеличение ядра считается консенсусным механизмом формирования планеты, Босс давно является сторонником конкурирующего механизма нестабильности дисков, восходящего к эпохальному научному документу 1997 года.

Только что опубликованное открытие, сделанное командой Института космических исследований Каталонии, состоящей из звезды, составляющей десятую часть массы нашего Солнца и имеющей по крайней мере одну гигантскую планету, ставит под сомнение основной метод создания.

Масса диска должна быть пропорциональна массе молодой звезды, вокруг которой он вращается. Тот факт, что по крайней мере один газовый гигант — возможно, два — был найден вокруг звезды, которая намного меньше нашего Солнца, указывает либо на то, что исходный диск был огромным, либо на то, что увеличение ядра не работает в этой системе. По словам Босса, орбитальные периоды для звезд с низкой массой длиннее, что предотвращает образование газовых гигантов до исчезновения дискового газа, так как увеличение массы ядра происходит гораздо медленнее, чем нестабильность диска.

«Это отличное доказательство того, что работает метод нестабильности диска и демонстрация того, как одно необычное открытие может повернуть маятник нашего понимания того, как формируются планеты», — сказал один из членов исследовательской группы.

Последние моделирования от Boss следуют трехмерной эволюции горячих дисков, которые начинаются в стабильной конфигурации. В различных временных масштабах эти диски остывают и образуют спиральные руки, в результате чего образуются плотные скопления, представляющие собой новорожденные протопланеты. Их массы и расстояния от звезды-приемника аналогичны массам Юпитера и Сатурна.

«Мои новые модели показывают, что нестабильность диска может привести к образованию плотных комков на расстоянии, аналогичном расстояниям гигантских планет Солнечной системы», — сказал босс. «Перепись экзопланет все еще продолжается, и эта работа показывает, что еще много газовых гигантов ждут подсчета.»

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Популярные материалы