Главная Новости Новая теория утверждает, что планеты возникают в результате столкновений

Почему столкновения планет возникают в результате столкновений?

Еще 30 лет назад ученые не были уверены в существовании планет за пределами нашей Солнечной системы. Теперь их найдено более 5 000, пишет Альтернативная наука.

Но когда астрономы подсчитали размеры экзопланет, обнаружился странный пробел. В космосе есть множество "суперземель" - каменистых миров, которые примерно на 40% больше Земли. И множество "мини-нептунов", превышающие нашу планету в 2,4 раза.

Но очень мало объектов попадает в промежуток между ними; создается впечатление, что природа установила только два условных «паттерна» их образования.

Однако новая модель, опубликованная в Astrophysical Journal Letters, предлагает альтернативную теорию, почему это так: все дело в столкновениях.

Предыдущие гипотезы о планетарном "разрыве радиуса" предполагали, что высокие температуры уменьшают размеры некоторых планет, поясняет астрофизик Университета Райса Андре Изидоро, ведущий автор исследования.

По его словам, со временем планеты приближаться к своим звездам-хозяевам. Это обстоятельство заставляет относительно легкие планеты «худеть» быстрее, так как растущие температуры буквально испаряют поверхность.

В то же время более тяжелые планеты обладают достаточной гравитацией, чтобы удержать испаряющуюся материю (в основном внешние газы) и таким образом сохранить свои размеры.

Одна из недавно открытых экзопланет. Предположительно, поверхность покрыта водой

Работа Изидоро ставит под сомнение такое тепловое объяснение, предполагая, что разрыв возникает в результате столкновений "старых" планет.

Его команда провела компьютерное моделирование, основанное на теории вероятного развития планетарных систем: как утверждает ученый, планеты, формирующиеся вблизи звезд, обычно каменистые, тогда как более удаленные объекты, как правило, чрезвычайно богаты водой или льдом. Практически все молодые планеты в той или иной мере напоминают Нептун.

По мере старения планетных систем и их дрейфа к своим звездам, их орбиты становятся менее нестабильными, и они часто сталкиваются.

В результате накапливается общая масса. Но они также теряют газовые слои, поэтому общий радиус уменьшается. Постапокалипические планеты более плотные.

Кроме того, при столкновении двух богатых водой планет, добавляет Изидоро, "размеры меняются не так сильно, потому что вода менее плотная, поэтому они все еще остаются выше долины радиуса" даже после исчезновения внешних газов.

В то же время столкновение каменистой планеты с богатой водой «сестрой» приводит к появлению еще более богатой водой планеты.

По словам Джеймса Оуэна, астрофизика из Имперского колледжа Лондона, который не принимал участия в новом исследовании, модель столкновений работает при условии, если планеты не теряют массу от нагрева, как считалось ранее.

 

С другой стороны, отмечает Оуэн, "если верить модели, то придется предположить, что столкновения между планетарными телами ... происходят гораздо реже, чем мы думаем".

Чтобы проверить обе гипотезы, необходимо проанализировать химический состав мини-нептунов. Если экзопланеты такого размера содержат много водорода и гелия, это доказывает гипотезу потери массы; высокая доля воды и льда говорит в пользу столкновений.

Однако "нет возможности ответить на наши вопросы с помощью стандартных наблюдений", - говорит соавтор исследования Хильке Шлихтинг, астрофизик из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Все просто: «формирование планет в течение миллионов лет невозможно наблюдать в режиме реального времени».

«Я думаю, что для того, чтобы понять, о чем на самом деле говорят нам данные, нужны модельные исследования, - уверен Шлихтинг, - и такие исследования "могут перевернуть наше представление о формировании нашей собственной Солнечной системы".