Астрономи виявили секретний механізм створення планет Сонячної системи: загадку вирішено

Учені виявили секретний механізм зростання планет, який змушує деякі світи швидко формуватися з пилу і газу навколо молодих зірок. Результати дослідження, опубліковані в журналі Astronomy & Astrophysics, особливо важливі для розуміння формування величезних планет Сонячної системи, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Астрономи досить добре розуміють процес, під час якого були створені кам'янисті планети Сонячної системи: Меркурій, Венера, Земля і Марс. Вони виникли внаслідок зіткнень схожих на астероїди тіл, відомих як планетезималі, і накопичення газу протягом мільйонів років. Але коли справа доходить до процесу створення газових гігантів Юпітера і Сатурна, а також крижаних гігантів Урана і Нептуна, то залишається багато незрозумілого. Усі чотири планети сформувалися занадто далеко від Сонця, щоб стати такими величезними, але особливо спантеличує вчених ріст Урана і Нептуна.

Нова модель формування планет

Щоб розв'язати загадку формування і зростання планет астрономи створили нову модель планетарної еволюції, яка могла б пояснити виявлені протиріччя. За словами авторів дослідження, це перша модель, яка включає всі необхідні фізичні процеси для формування планет.

Нова модель показує, що збурення в протопланетному диску, що складається з газу і пилу, який обертається навколо молодої зірки, можуть спровокувати швидке утворення не одного, а багатьох газових гігантів. Вчені дійшли висновку, що гігантські планети можуть формуватися набагато швидше й ефективніше, ніж показують минулі моделі.

Як народжуються зірки?

Зірки народжують із надщільних грудок матерії в міжзоряних газових хмарах, коли ті стискаються під впливом гравітації. Поки що протозірка збирає матерію і накопичує масу доти, доки не буде досягнуто потрібної температури і тиску для запуску в її ядрі термоядерного синтезу водню. Таким чином протозірка перетворюється на звичайну зірку. Навколо цієї зірки починає обертатися газ і пил, які не увійшли до складу зірки. З цього протопланетного диска виникають планети.

Секрет швидкого зростання планет розкрито

Як показує нова модель, крихітні частинки пилу накопичуються аеродинамічно в турбулентному протопланетному диску. Це збурення захоплює пил і не дає йому рухатися до молодої зірки. Таким чином відбувається створення будівельних блоків для планет у відносно невеликій області протопланетного диска. Це якраз ті умови, які необхідні для формування планети.

Вчені вважають, що планета, яка стала досить великою, починає впливати на протопланетний диск і це призводить до того, що пил продовжує створювати будівельні блоки далі від зірки. При цьому кожна наступна планета жене пил далі, що провокує створення нових планет.

Автори дослідження вважають, що такий процес може призвести до того, що планети можуть бути створені на відстані від своєї зірки, яка в 200 разів перевищує відстань між Землею і Сонцем. Таким чином це пояснює процес створення газових гігантів Сонячної системи. Моделювання також показало, що в Сонячній системі перестали формуватися і рости планети після Нептуна просто тому, що закінчився пил для створення будівельних блоків планет.

Ця модель збігається з даними спостережень за молодими планетними системами.

Як уже писав Фокус, найхолодніша і найгарячіша планети Сонячної системи розташовані не там, де повинні. Здавалося б, володіти найекстремальнішими температурами повинні перша і остання планети від Сонця, але це не так.

Також Фокус писав про те, що на багатьох кам'янистих екзопланетах, як вважають учені, насправді дуже багато води. Просто не вся вона може перебувати на поверхні.