|
Ранняя планетарная миграция может объяснить исчезновение планет
|
|
|
|
Новая модель, объясняющая взаимодействие сил, действующих на новорожденные планеты, может объяснить два загадочных наблюдения, которые неоднократно появлялись среди более чем 3800 планетных систем, каталогизированных на сегодняшний день. Одна загадка, известная как «долина радиуса», относится к редкости экзопланет с радиусом примерно в 1,8 раза больше, чем у Земли. Космический корабль НАСА «Кеплер» наблюдал планеты такого размера примерно в 2–3 раза реже, чем суперземли с радиусом примерно в 1,4 раза больше земного и мини-нептуны с радиусом примерно в 2,5 раза больше земного. Вторая загадка, известная как «горох в стручке», относится к соседним планетам аналогичного размера, которые были обнаружены в сотнях планетных систем. К ним относятся TRAPPIST-1 и Kepler-223, которые также имеют планетарные орбиты почти музыкальной гармонии.
|
|
|
|
«Я считаю, что мы первые, кто объяснил долину радиуса с помощью модели формирования планет и динамической эволюции, которая самосогласованно объясняет множественные ограничения наблюдений», — сказал Андре Изидоро из Университета Райса, автор исследования, опубликованного на этой неделе в The Astrophysical. Журнальные письма. «Мы также можем показать, что модель формирования планет, включающая гигантские удары, согласуется с особенностью экзопланет как горошины в стручке».
|
|
|
Изидоро, аспирант из Уэльса в проекте Rice CLEVER Planets, финансируемом НАСА, и его соавторы использовали суперкомпьютер для моделирования первых 50 миллионов лет развития планетных систем с использованием модели миграции планет. В модели протопланетные диски из газа и пыли, порождающие молодые планеты, также взаимодействуют с ними, притягивая их ближе к родительским звездам и замыкая в резонансные орбитальные цепочки. Цепи разрываются в течение нескольких миллионов лет, когда исчезновение протопланетного диска вызывает орбитальную нестабильность, из-за которой две или более планет сталкиваются друг с другом.
|
|
|
|
Модели планетарной миграции использовались для изучения планетных систем, сохранивших свои резонансные орбитальные цепочки. Например, Изидоро и его коллеги из CLEVER Planets использовали модель миграции в 2021 году, чтобы рассчитать максимальное количество разрушений, которые семипланетная система TRAPPIST-1 могла выдержать во время бомбардировки и при этом сохранить свою гармоничную орбитальную структуру. В новом исследовании Изидоро сотрудничал с исследователями CLEVER Planets Радждипом Дасгуптой и Андреа Изелла из Райс, Хильке Шлихтинг из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, а также Кристианом Циммерманном и Бертрамом Битчем из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, Германия.
|
|
|
|
«Миграция молодых планет к своим звездам создает перенаселенность и часто приводит к катастрофическим столкновениям, которые лишают планеты их богатых водородом атмосфер», — сказал Изидоро. «Это означает, что гигантские столкновения, подобные тому, что образовал нашу Луну, вероятно, являются общим результатом формирования планет». Исследование предполагает, что планеты бывают двух видов: суперземли сухие, каменистые и на 50% больше Земли, и мини-Нептуны, богатые водяным льдом и примерно в 2,5 раза больше Земли. Изидоро сказал, что новые наблюдения, кажется, подтверждают результаты, которые противоречат традиционному мнению, что и суперземли, и мини-Нептуны — это исключительно сухие и каменистые миры. Основываясь на своих выводах, исследователи сделали прогнозы, которые можно проверить с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА. Они предполагают, например, что часть планет размером примерно в два раза больше Земли сохранит свою изначальную богатую водородом атмосферу и будет богата водой.
|
|
|
|
Источник
|
