Новая теория о том, как формируются скалистые планеты, может объяснить происхождение так называемых «суперземель» — класса экзопланет, в несколько раз более массивных, чем Земля, которые являются самым распространенным типом планет в галактике, сообщает «phys.org».
«Поскольку наши наблюдения за экзопланетами выросли за последнее десятилетие, стало ясно, что стандартная теория формирования планет нуждается в пересмотре, начиная с основ. Нам нужна теория, которая может одновременно объяснить формирование планет земной группы в нашей Солнечной системе, а также происхождение самоподобных систем суперземель, многие из которых кажутся скалистыми по составу», — говорит профессор планетарных наук Калтеха Константин Батыгин, который сотрудничал с Алессандро Морбиделли из Обсерватории Лазурного берега во Франции по созданию новой теории.
Планетные системы начинают свой жизненный цикл как большие вращающиеся диски газа и пыли, которые консолидируются в течение нескольких миллионов лет или около того. Большая часть газа аккрецируется в звезду в центре системы, в то время как твердый материал медленно сливается в астероиды, кометы, планеты и луны.
В нашей Солнечной системе есть два различных типа планет: меньшие скалистые внутренние планеты, ближайшие к Солнцу, и внешние более крупные газовые гиганты, богатые водой и водородом, которые находятся дальше от Солнца.
Эта раздвоенность привела ученых к предположению, что формирование планет в нашей Солнечной системе происходило в двух различных кольцах в протопланетном диске: внутреннем, где сформировались небольшие скалистые планеты, и внешнем для более массивных ледяных планет (две из которых — Юпитер и Сатурн — позже превратились в газовых гигантов).
Суперземли, как следует из названия, более массивны, чем Земля. Некоторые даже имеют водородные атмосферы, что делает их почти газовыми гигантоподобными. Более того, их часто находят на орбите близко к своим звездам, что говорит о том, что они мигрировали в свое нынешнее местоположение с более отдаленных орбит.
Изучив эти экзопланеты, астрономы сделали необычное открытие: хотя существует большое разнообразие типов суперземель, все суперземли в пределах одной планетарной системы, как правило, похожи с точки зрения орбитального расстояния, размера, массы и других ключевых особенностей.
В пределах одной планетарной системы суперземли подобны «гороху в стручке», — говорит ученые.
«По сути, у вас есть фабрика планет, которая знает, как создавать планеты только одной массы, и она просто выплескивает их одну за другой».
Если скалистое кольцо содержит много массы, планеты растут до тех пор, пока они не мигрируют от кольца, что приводит к системе подобных суперземель. Если кольцо содержит небольшую массу, оно создает систему, которая гораздо больше похожа на планеты земной группы нашей Солнечной системы.