Астрономи вважають, що планети утворюються з газопилових дисків, які оточують більшість новонароджених зір. У процесі обертання такого диска навколо материнської зорі, частинки речовини «злипаються» докупи. Протягом кількох мільйонів років ці згустки (їх називають планетезималі) ростуть і збільшуються, утворюючи протопланету, яка з часом очищає свій орбітальний шлях в диску. Коли протопланета набирає достатньої маси, сила тяжіння надає їй сферичну форму й вона стає справжньою планетою. Однак те, що відбувається після утворення планет, досі є значною мірою таємницею.
Особливо це стосується планет-гігантів. Хоча всі масивні планети Сонячної системи лежать відносно далеко від Сонця, в інших зоряних системах величезні екзопланети містяться дуже й дуже близько до їхніх материнських зір. Чому це? Чи не мають всі планети-гіганти бути в такому місці?
Нещодавно журнал «Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства» оприлюднив результати науковців, які досліджували цю таємницю. Вони використовували комп’ютерні моделі (симуляції) для вивчення різних способів, якими щойно сформована планета-гігант може мігрувати через свою систему з плином часу.
Хоча науковці з’ясували, що деякі планети після формування рухаються ближче до своїх зір (як і показували попередні дослідження), але вони були здивовані: значна частина планет-гігантів, які формуються, можуть відходити від своїх материнських зір. І це приводить до появи такого розташування планет, яке ми бачимо нині в Сонячній системі.
Кадр комп’ютерної симуляції, що показує еволюцію молодої планети, яка формується в межах протопланетного диска. Рухаючись по орбіті вона викидає з нього газ і пил, що приводить до утворення виняткових спіральних рукавів. У такому випадку взаємодія з речовиною диска змушує планету повільно мігрувати далеко від своєї материнської зорі. Фото з сайту http://astronomy.com.
Головний автор дослідження Дмитрос Стамателлос (Dimitris Stamatellos) з Університету центрального Ланкаширу (University of Central Lancashire, UCLan) сказав: «Існує дуже чіткий баланс між силами, що підштовхують планету до своєї материнської зорі та сил, які відштовхують планету від неї».
Використавши суперкомп’ютери, Стамателлос та його команда змогли моделювати, який вплив на формування планети-гіганта з масою Юпітера чинить протопланетний диск. Науковці виявили, що великі планети, які формуються в масивних, нестійких протопланетних дисках, зазвичай, виштовхуються назовні, далеко від їхніх материнських зір. У більшості випадків ці планети відходять на відстані, що лежать в межах 10—40 відстаней між Юпітером і Сонцем. Цей результат дозволив науковцям дійти висновку про високу ймовірність, ніж раніше вважали астрономи, існування великої кількості гігантських екзопланет, що рухаються далеко від своїх зір. Проблема полягає в тому, що нині виявити такі планети значно складніше, ніж ті, що лежать близько біля своїх зір.
Водночас дослідники також виявили, що планети-гіганти, які формуються в помірних (меншої маси й більш стабільних) протопланетних дисках, зазвичай, рухаються до своїх материнських зірок. Хоча це, здається, є переважним напрямком, але він не обов’язково найбезпечніший. Команда зазначає, що деякі планети, які мігрують всередину, були розірвані інтенсивними гравітаційними взаємодіями з протопланетним диском та зорею.
«Виживання планети важко передбачити. Багато сформованих планет можуть бути знищені. Виживають і досягають зрілості лише деякі», ― сказав Стамателлос. «Нове розуміння різноманітності того, як розвиваються молоді планети-гіганти, може допомогти нам краще зрозуміти формування інших планетних систем».
Хоча багато питань щодо формування та міграції молодих планет-гігантів досі не з’ясовано, астрономи сподіваються, що недавно виведений в космос телескоп TESS (він буде вести пошук екзопланет біля майже 200 000 зір, які лежать в межах 300 світлових років від Землі) допоможе їм знайти відповіді.
За інф. з сайту http://astronomy.com
