Найдена планетная система, образовавшаяся «наоборот»
Астрономы обнаружили планетную систему, которая, судя по всему, формировалась «изнутри наружу». В большинстве систем, включая нашу Солнечную, каменистые планеты находятся ближе к звезде, газовые — дальше, а в LHS 1903, что в созвездии Возничего в 116 с небольшим световых годах от нас, на внешнем краю расположен скалистый мир. Это бросает вызов устоявшимся моделям планетообразования.
Самую дальнюю из четырех планет этой системы заметили не сразу. По первым наблюдениям спутника TESS опознали три небесных тела: одну каменистую планету чуть крупнее Земли вблизи звезды и две газовые, немного уступающие Нептуну, за ней.
Открытие, о котором его авторы сообщили в Science, стало результатом анализа дополнительных данных восьми обсерваторий. Решающий вклад внес аппарат «Хеопс» Европейского космического агентства, благодаря которому идентифицировали четвертую планету — самую внешнюю, но каменистую.
«Такие системы не то чтобы неизвестны, но они редки. А системы с подобной уникальной архитектурой, которые к тому же можно детально охарактеризовать, — исключительная редкость», — объясняет астроном Райан Клутье из Университета Макмастера, один из многочисленных авторов исследования.
Именно эти детали — включая размеры планет и их период обращения вокруг своей звезды менее 30 земных суток — позволили исследователям проверить модели возможного формирования этих планет.
«Объяснить появление одной планеты можно несколькими механизмами, но когда нужно объяснить четыре разные планеты, начинаешь отсеивать модели. Нужна такая, которая объяснит все сразу», — говорит астроном Солен Ульмер-Молль из Лейденского университета.
Считается, что в большинстве систем все планеты формируются примерно в одно время из одного и того же пылегазового диска. Их размер и состав зависят от того, где именно в диске они зародились и какие события — например, столкновения с другими небесными телами — произошли с ними впоследствии. Однако для системы LHS 1903 эта модель не работает.
Если бы планеты LHS 1903 сформировались традиционным образом, внешняя из них должна была обзавестись плотной газовой оболочкой, подобно двум средним. В дальнейшем она могла лишиться этой атмосферы в результате, например, столкновения или сильного облучения — но по расчетам, этот процесс не мог не затронуть одну или даже обе внутренние планеты.
«Крайне сложно "ободрать" самую дальнюю планету, не затронув при этом газовые миры, расположенные ближе к звезде», — подтверждает Клутье.
При этом динамика системы делает крайне маловероятным, чтобы хоть одна из планет зародилась не в общем диске.
Клутье и его коллеги пришли к выводу, что наиболее вероятный сценарий образования этой системы — так называемое формирование «изнутри наружу».
В этом процессе сначала возникает одна планета, затем она мигрирует внутрь, к звезде, освобождая место для следующей — и так далее. Этот процесс растянут во времени, поэтому планеты рождаются в разных условиях по мере эволюции протопланетного диска.
«Если финальная планета формируется достаточно поздно, она появляется в среде, где газ уже исчерпан», — добавляет исследователь.
Эта система наглядно демонстрирует, сколь разнообразными могут быть процессы формирования планет во Вселенной, заключает он.
