Астрономы обнаружили гигантскую планету, похожую на Юпитер, вращающуюся вокруг относительно маленькой звезды, красного карлика. Открытие ставит под сомнение ранее принятую теорию формирования планет.
Недавно открытая планета GJ 3512b вращается вокруг звезды GJ 3512 на расстоянии 31 светового года от нас. Звезда - красный карлик М-типа, самый большой в нашей галактике. Международная команда астрономов сообщила об открытии в издании "Science".
- Мы долго задавались вопросом, могут ли большие планеты, такие как Юпитер или Сатурн, образовываться вокруг таких маленьких звезд, - рассказал BBC проф. Питер Уитли из Университета Уорика.
- Наверно, многие считают, что таких планет просто не существует, но мы не можем быть в этом уверены, потому что маленькие звезды очень тусклые, что затрудняет их изучение, хотя они и встречаются гораздо чаще, чем звезды, подобные нашему Солнцу, - добавил он.
С помощью телескопов в Испании и США астрономы собрали данные об изменениях гравитационного ускорения звезды, которые могут быть связаны с воздействием планет, вращающихся вокруг нее.
Масса красного карлика лишь в 270 раз больше массы планеты GJ 3512b, вращающейся вокруг него. Для сравнения, масса Солнца составляет около 1050 масс Юпитера. Между тем разница в размерах обоих небесных тел намного меньше, чем между Солнцем и Юпитером.
Астрономы используют компьютерное моделирование для разработки теории формирования планет (и более ранних планетезималей) из облаков (протопланетных дисков) газа и пыли, вращающихся вокруг молодых звезд. Моделирование предсказывает, что многие маленькие планеты должны образовываться вокруг маленьких звезд типа М. «Вокруг таких звезд должны вращаться только планеты размером с Землю или, возможно, несколько более массивные супер-Земли», - сказал соавтор исследования Кристоф Мордасини, профессор Университета Берна.
Примером планетарной системы, соответствующей теории, является "Траппист-1". Вокруг этой звезды, на расстоянии 39 световых лет от Солнца, находятся семь планет, каждая из которых имеет массу, аналогичную массе Земли.
- Однако GJ 3512b - это огромная планета с массой около половины Юпитера, - подчеркнул проф. Мордасини. Он отметил, что GJ 3512b, по крайней мере, на один порядок более массивна, чем планеты, существование которых вблизи маленьких звезд было предсказано теоретической моделью.
Таким образом, открытие GJ 3512b подрывает широко распространенную теорию формирования планет.
- Мы обычно думаем, что огромные планеты образуются в виде ледяных кернов, вращающихся далеко в газовом диске, окружающем молодую звезду, а затем быстро растут, притягивая газ друг к другу, - сказал проф. Уитли.
- Тем не менее, авторы исследования, опубликованного в журнале «Science», утверждают, что диски вокруг маленьких звезд не содержат достаточно материала для такого процесса. По их мнению, более вероятно, что планета внезапно образовалась, когда часть диска разрушилась из-за собственной гравитации, - пояснил он.
По мнению авторов исследования, распад диска может происходить, когда протопланетный диск достигает массы, превышающей примерно 10 процентов звездной массы. В этих условиях гравитационное взаимодействие звезды становится недостаточным, чтобы диск оставался стабильным. Вещество с диска притягивается к центру и, таким образом, образует яйцеклетку, которая сформирует планету. По мнению авторов исследования, коллапс диска может происходить на больших расстояниях от звезды. Авторы предполагают, что планета GJ 3512b сместилась относительно звезды на 150 миллионов километров.
Год на GJ 3512b длится 204 дня. На протяжении большей части этого периода вновь открытая планета находится ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу. Данные об орбите газового гиганта предполагают наличие других крупных планет в системе.
- До сих пор единственными известными нам планетами, образование которых соответствовало теории неустойчивости диска, были молодые, горячие и очень массивные планеты, вращающиеся вдали от своих звезд. GJ 3512b - это планета, которая могла сформироваться таким образом вблизи звезды с очень низкой массой. Это открытие заставляет нас пересматривать наши модели, - комментирует соавтор исследования Хьюберт Клар из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге.
Источник: Science, BBC