Вчені розробили нову теорію формування кам’янистих планет, яка може пояснити походження так званих «суперземель». Це клас екзопланет, що у кілька разів масивніші за Землю і є найпоширенішим типом планет у галактиці. Також вона пояснює, чому «суперземлі» в межах однієї планетної системи часто виглядають на диво схожими за розміром, ніби кожна система здатна створювати лише один тип планет.
«Наші спостереження за екзопланетами зросли за останнє десятиліття, і стало ясно, що стандартна теорія формування планет потребує перегляду. Нам потрібна теорія, яка може одночасно пояснити формування земних планет в нашій Сонячній системі, а також походження схожих систем суперземель, багато з яких виявляються скелястими за складом», – говорять науковці.
Планетні системи починають свій життєвий цикл як великі диски газу і пилу, які ущільнюються протягом декількох мільйонів років або близько того. Більша частина газу акреціюється в зірку в центрі системи, в той час, як твердий матеріал повільно об’єднується в астероїди, комети, планети та супутники.
У Сонячній системі існує два типи планет: менші за розміром кам’янисті планети, що знаходяться ближче до Сонця, і багаті на воду і водень газові гіганти, які знаходяться далі від Сонця. Раніше це розділення дозволило науковцям припустити, що формування планет у Сонячній системі відбувалося у двох різних кільцях протопланетного диска: внутрішньому, де сформувалися невеликі кам’янисті планети, і зовнішньому – для масивніших крижаних планет.
Суперземлі масивніші за Землю. Деякі з них навіть мають водневу атмосферу, що робить їх майже газовими гігантами. Крім того, їх часто знаходять на орбітах, близьких до їхніх зірок, що свідчить про те, що вони мігрували до свого теперішнього місця розташування з віддаленіших точок. Вчені побудували модель, яка «могла пояснити маси та орбіти суперземель, але передбачала, що вони багаті на воду. Недавні спостереження, однак, показали, що більшість суперземель кам’янисті, як і Земля, навіть якщо оточені водневою атмосферою». Тож модель не відповідала дійсності.
Вчені вивчали ці екзопланети та зробили незвичайне відкриття – хоча існує велика різноманітність типів суперземель, всі вони в межах однієї планетної системи мають тенденцію бути схожими за орбітальною відстанню, розміром, масою та іншими ключовими характеристиками. «По суті, у вас є планетарна фабрика, яка знає тільки, як робити планети однієї маси», – кажуть дослідники.
Отже, який єдиний процес міг призвести до появи кам’янистих планет у нашій Сонячній системі, а також до однорідних систем кам’янистих суперземель? Відповідь може ховатися у теорії формування чотирьох найбільших супутників Юпітера (Іо, Європи, Ганімеда і Калісто). Вчені вважають, що коли частинки космічного пилу знаходяться у певному діапазоні розмірів, сила, яка тягне їх до Юпітера, та сила, яка несе їх у зовнішньому потоці газу, компенсують одна одну. Цей баланс сил створив кільце з матеріалу, який склав міцні будівельні блоки для подальшого формування супутників. Далі теорія припускає, що тіла ростимуть в кільці, поки не стануть досить великими, щоб вийти з нього, і після цього перестають рости.
Тож науковці припускають, що механізм формування планет навколо зірок багато в чому однаковий. У планетарному випадку велика концентрація твердого кам’янистого матеріалу відбувається у вузькій смузі диска, де частки конденсуються, утворюючи тверду, кам’янисту гальку. Нова теорія визначає цю смугу як ймовірне місце розташування «планетарної фабрики», яка з часом може створити кілька кам’янистих планет однакового розміру, і підкріплюється комп’ютерним моделюванням.
Нова теорія може пояснити різні типи планетних систем з єдиної точки зору. Якщо кам’янисте кільце містить велику масу, планети ростуть до тих пір, поки не мігрують від кільця, в результаті чого утворюється система схожих суперземель. Якщо ж кільце містить мало маси, то утворюється система, яка набагато більше схожа на земні планети нашої Сонячної системи.
Ви можете допомогти Україні боротися з російськими окупантами. Найкращий спосіб зробити це – пожертвувати кошти Збройним Силам України через Savelife або через офіційну сторінку НБУ.
Читайте також: