КиноФан

Команда исследователей обнаружила доказательства того, что экзопланета может формироваться довольно далеко от своей звезды — в два раза дальше, чем расстояние от Плутона до Солнца. Формирование планеты в удаленности от небольшой родительской звезды немного расходится с распространенной теорией формирования планет. Недавно обнаруженная планета в созвездии Гидры буквально опровергла популярную теорию своим существованием. С другой стороны, не факт, что она действительно существует — промахи случаются.

Как подсказывает распространенный сценарий, планета формируется обычно на протяжении десятка миллионов лет в результате медленной аккреции пыли, камней и газа. Легче всего этот процесс протекает близко к центральной звезде. Даже в случае сценария нестабильности диска, по которому планета быстро коллапсирует, непонятно, как могла сформироваться планета с такой небольшой массой. Астрофизик Алан Босс из Института Карнеги, работающий с моделью нестабильных дисков, сообщил следующее:

«Если масса этой предполагаемой планеты действительно так мала, как нам кажется, это настоящая головоломка. Теория говорит, что планета не может существовать».

Планета находится внутри пылевого газового диска возле небольшого красного карлика TW Hydrae, масса которого составляет всего 55% от массы Солнца. Это открытие дополняет быстро растущий список разнообразия планетарных систем в Млечном Пути — каждые полгода выясняются новые потенциальные возможности развития экзопланет. Так вот, этот пыльный протопланетарный диск лежит очень близко к нам, всего в 176 световых лет в созвездии Гидры.

Астрономы осуществили наблюдения с помощью космического телескопа «Хаббл» в широком диапазоне длин волн от видимых до почти инфракрасных и смоделировали цвет и структуру диска таким образом, как еще не делали раньше. Ученые обнаружили дефицит материала в диске, или частичный разрыв, примерно в 80 астрономических единиц (а.е.). 1 а.е. — это расстояние от Земли до Солнца. Их модель показала, что углубление составляет примерно 20 а.е. в ширину, что чуть шире, чем нужно для открытия пространства для планеты и существования планеты в 6-28 земных масс. Это свойство очевидно на всех длинах волн, оно структурно и не различается в общем. Команда решила, что эти доказательства достаточны для формирования планеты, которая и спровоцировала разрыв.

«TW Hydrae возрастом 5-10 миллионов лет, и, по-видимому, находится на финишной прямой формирования планеты, прежде чем ее диск рассеется», — отмечает Алисия Вайнбергер, соавтор труда. — «Достаточно неожиданно обнаружить планету в 5-10% от массы Юпитера, которая формируется так далеко. По всем принципам планетоформирования, очень сложно найти планету с низкой массой далеко от звезды с низкой массой».

Целью этих наблюдений было понять не только то, сформировались ли планеты на самом деле, но и какие условия могут привести к формированию планет, и какие химические компоненты будут влиять на этот процесс. Модель от Ханны Янг-Конделл, бывшего исследователя Карнеги, показала, что диск был ярче, чем ожидалось, что говорит об очень мелких частицах пыли, поднятых выше, чем обычно в среднем. Это удивляет, поскольку наблюдения с радиотелескопов ранее показали, что диск содержит пыль, которая собирается в камешки.

Вайнбергер смоделировала наблюдения таким образом, чтобы можно было обнаружить крупные зерна ледяной воды в поверхностном слое диска. Их не было видно, что позволило предположить, что они выросли и затонули в средней части диска, где и стали будущим хранилищем воды планеты.

Ведущий автор исследования, Джон Дебс из Института космической науки и телескопии, отметил:

«Как правило, нужны камешки, чтобы сформировалась планета. Поэтому если в разрыве [диска] есть планета и нет пыли размером больше, чем с песчинку, возникает проблема для традиционной модели формации планет».