Газові гіганти, як й інші планети, утворюються з речовини протопланетних дисків навколо протозір. Згідно з теорією акреції ядра, спочатку утворюється ядро з каменів, льоду та інших важких твердих речовин. Коли це ядро стає достатньо масивним (приблизно в 15—20 разів більше, ніж Земля), воно через гравітацію формує довкола себе зовнішній шар газу. Однак у зір малої маси диски маломасивні. За оцінками, що слідують з теоретичних моделей, такі диски не мають достатньо матеріалу для формування газового гіганта. Або ж планета-гігант не встигне сформуватися до того, як диск розпадеться. У новому дослідженні астрономи виміряли частоту появи планет-гігантів, що обертаються навколо зір з малою масою, і проказали: ця частота відмінна від нуля.

У дослідженні д-р Ед Браянт (Ed Bryant), астроном з Університетського коледжу Лондона та Ворицького університету, разом із колегами спостерігав 91 306 зір малої маси за допомогою космічного апарата NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Для 15 зір науковці виявили спади потоку світла. Це вказує на потенційну присутність планети-гіганта, яка проходить перед зорею.

П’ять із 15 потенційних екзопланет-гігантів були підтверджені незалежними методами. Одна з цих планет обертається навколо зорі, маса якої становить одну п’яту маси Сонця. Такий факт є неможливим згідно з моделями формування планет.

«Зорі малої маси краще утворюють планети-гіганти, ніж ми вважали», — сказав доктор Браянт. «Наші результати викликають серйозні питання щодо моделей формування планет. Зокрема, наше відкриття газових гігантів, що обертаються навколо зір із масою всього 20% маси Сонця, суперечить поточній теорії».

«Той факт, що хоч і рідко, газові гіганти існують навколо зір малої маси, є несподіваним відкриттям і означає: моделі формування планет потрібно буде переглянути», — додав д-р Вінсент Ван Ейлен (Vincent Van Eylen), астроном з Університетського коледжу Лондона.

Одне з можливих пояснень полягає в тому, що газові гіганти утворюються не внаслідок акреції чи нарощення ядра, а через гравітаційну нестабільність. У цьому разі диск, що оточує зорю, розпадається на згустки пилу та газу розміром із планету.

Якщо це так, то зорі малої маси можуть мати дуже великих газових гігантів, маса яких удвічі — втричі перевищує масу Юпітера. Однак такий сценарій астрономи вважають малоймовірним, бо диски навколо зір малої маси не прийнято вважати достатньо масивними. Тому вони не можуть розпастися на великі фрагменти.

Інше пояснення полягає в тому, що астрономи недооцінили, яким масивним може бути диск навколо зорі. Тобто зорі малої маси все-таки можуть утворювати планети-гіганти через акрецію ядра. Це може бути, якщо астрономи неправильно визначили масу дисків, які вони спостерігають в телескопи. Або тому, що на початку життя зорі диски мають більшу масу. На цьому етапі їх дуже складно спостерігати (дики приховані в хмарі пилу), як порівняти з пізнішим періодом життя зорі, коли астрономи вже мають змогу такі диски впевнено спостерігати.

«Можливо, ми не визначили маси цих протопланетних дисків так добре, як ми вважали», — сказав д-р Ден Бейлісс (Dan Bayliss), астроном з Ворицького університету.

«За допомогою нових потужних інструментів, таких як космічний телескоп NASA/ESA/CSA Джеймс Вебб, астрономи зможуть докладніше встановити властивості цих дисків».

Статтю науковців оприлюднив журнал Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

За інф. з сайту www.sci.news