Астрономы знают нашу Солнечную систему лучше, чем любую другую, но они все еще находят новые странности, благодаря которым она судя по всему более уникальна чем считалось ранее.
Одной из таких странностей, связанных с размерами планет, была тема пресс-конференции, состоявшейся 8 января на ежегодном собрании Американского астрономического общества.
Результаты могут побудить ученых пересмотреть ведущую теорию о том, как образуются планеты. А это, в свою очередь, может иметь серьезные последствия для поиска жизни за пределами нашей солнечной системы.
Теория формирования планет очень важна, даже если вы заинтересованы только в обитаемых планетах, потому что недостаточно просто найти планету в обитаемой зоне, вам нужно иметь данные о химических веществах и истории, которая соответствует развитию жизни. Чем лучше мы сможем понять формирование планет, тем лучше мы сможем предсказать, какие планеты могут быть обитаемыми.
Сейчас, ведущая теория формирования планет (модель аккреции), разработана основываясь на нашей солнечной системе - единственной, о которой мы многое знали во время разработки модели. Но чем больше планет мы отождествляем в других солнечных системах, тем больше мы обнаруживаем, что они не соответствуют шаблонам масс и орбитальных расстояний, найденным здесь.
Взять, к примеру, ошеломляющий размерный разрыв между Нептуном и Сатурном. Мы знаем, что Нептун в 17 раз, а Сатурн аж в 95 раз больше массы Земли и между ними ничего нет. Модель объясняет этот разрыв механизмом, называемым «аккреция безудержного газа».
Вот как основная модель аккреции объясняет рождение газового гиганта. Во-первых, куски камня и льда слипаются вместе, образуя то, что становится ядром - примерно раз в 10 больше массы Земли. У этого ядра достаточно силы тяжести, чтобы медленно захватить газообразный гелий и водород.
Когда развивающаяся планета медленно собирает еще 10 земных масс газа или около того, что-то меняется. Процесс становится мощным, и планета быстро поглощает любой другой газ, пока этот источник не иссякнет.
Если эта идея верна, то это объясняет пропасть между Нептуном и Сатурном - Уран и Нептун не могут достигнуть критического размера, чтобы спровоцировать накопление безудержного газа, в то время как Сатурн и Юпитер сделали это и набрали огромные массы.
Есть только одна проблема: астрономы поняли, что другие солнечные системы содержат множество планет с размерами между этими крайностями, им дали прозвище суб-Сатурны. Ученые сравнили 30 различных планет, идентифицированных по определенной методике, с тем, что они ожидали увидеть на основе имеющейся модели. В этом исследовании они обнаружили, что существующая модель аккреции не очень хорошо соответствует действительности.
Это дает нашей солнечной системе новую странную причуду - ее недостающие субсатурны.
В середине 2020-х годов, НАСА планирует запустить широкопольный инфракрасный телескоп WFIRST. Этот инструмент сможет более точно и гораздо быстрее, идентифицировать и проводить измерения экзопланет. Эти измерения, в свою очередь, вполне могут выявить другие слабые места в нашем понимании того, как образуются планеты.
