Для всех, кто занимается или просто интересуется формированием планет, ясно, что всё начинается с газопылевого (протопланетного) диска вокруг только формирующейся звезды. На сегодняшний день сценариев, как из него получаются планеты, существует два:
Доминирующий на данный момент — аккреционный. Данный сценарий предполагает формирование планет из первоначальных планетезималей — небесных тел на орбите вокруг протозвезды, образующихся в результате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска. Непрерывно притягивая к себе новый материал и накапливая массу, планетезимали формируют более крупное тело. Отдельные слагающие его фрагменты, взаимно притягиваясь, начинают уплотняться, образуя ядро. Примером планетезимали является астероид Лютеция, у которого под толстым километровым слоем пыли находится плотное ядро. Этот астероид был сфотографирован зондом «Розетта», который пролетел в непосредственной близости от объекта по пути к своей цели — комете Чурумова-Герасимеко.
Уплотняющееся вещество увеличивает температуру в центре. Возросшая температура плавит его, образуется протопланета.
Теория формирования планет, включающая так называемую «гипотезу планетезималей», была предложена советским астрономом В. Сафроновым и в настоящее время поддерживается большинством астрономов мира
Второй сценарий предполагает, что планеты сформировались из первоначальных «сгущений», впоследствии сколлапсировавших.
Окончательно формирование планеты прекращается, когда в молодой звезде зажигаются ядерные реакции и она рассеивает протопланетный диск, за счет давления солнечного ветра, эффекта Пойнтинга — Робертсона и прочих.
Что там с кометами?
Благодаря мощным обсерваториям, таким как инфракрасный телескоп на Гавайях и космический телескоп Spitzer учёные обнаружили три молодых дисковых систем с тонкими яркими внешними кольцами из кометных тел, на окраинах которых эти кометы собираются вместе, формируя планеты. По словам Кэри Лиссе, планетарного учёного из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса (США), оценка массы колец показывает, что каждая из развивающихся экзопланет превосходит Землю в несколько раз.
Состав материала в них колеблется от богатого льдом (системы звезд Фомальгаут и HD 32297) до богатого углеродом (система звезды HR 4796A). При этом исследователи особенно заинтригованы красным пылевым кольцом, окружающим HR 4796A, которое демонстрирует необычайно четкую форму для юной системы.
«Узкие границы колец по-прежнему остаются большой загадкой, редко встретишь такой жёсткий порядок в молодой системе. Обычно частицы материала движутся каждая по своему пути, пока система очищается и выравнивается так, чтобы планетарные тела не пересекали орбиты друг друга, как, например, в нашей Солнечной системе», – рассказывает Кэри Лиссе.
Единственное очевидное решение этой проблемы по словам учёных состоит в том, что в кольцах объединяются несколько мини-планет, и эти маленькие тела с низкими скоростями выравнивают кольца в узкие структуры, похожие на кольца Сатурна.
В случае с Фомальгаут и HD 32297 исследователи предполагают, что миллионы комет способствуют формированию ядер ледяных гигантов, таких как у Урана и Нептуна, но без плотной атмосферы, поскольку образующие её первичные газовые диски уже распались. В HR 4796A с более тёплым пылевым кольцом даже льды испарились за последние миллионы лет, оставив после себя строительные блоки богатые только углеродом и каменистыми материалами.
«Эти системы, по-видимому, строят планеты, которых нет в Солнечной системе: массой в несколько Земель с переменным количеством льда, камня и тугоплавких органических веществ. Это очень похоже на предсказанный рецепт суперземель, в изобилии наблюдаемых космическим телескопом «Kepler», – пояснил Кэри Лиссе.
Тем не менее, многое еще должно произойти, прежде чем эти кольца станут планетами размером с газовых гигантов, поэтому для дальнейших исследований необходимо искать подобные системы на более поздних этапах развития, чтобы наблюдать и за ними.
__________
Обязательно подписывайтесь на наш канал, чтобы первыми читать новые статьи.
Ссылка на канал в Telegram, в котором я публикую в основном то, что не попадает в Дзен по тем или иным причинам, а также немного различной отсебятины.
Мы также начали работать над каналом в YouTube. Пока вы можете посмотреть лекции и просто интересные видео, которые мы выкладываем, а любые пожелания и предложения можете высылать на почту science.kitchen@yandex.ru.