Ранняя планетарная миграция может объяснить исчезновение планет

16 ноя. 2022, 6:00 Наука и IT

2242 0

Новая модель, учитывающая взаимодействие сил, влияющих на новорожденные планеты, может объяснить два загадочных явления, которые неоднократно наблюдались среди 3800 планетных систем, занесенных в каталог на сегодняшний день.

Одна загадка связана с редкостью экзопланет с радиусом, примерно в 1,8 раза превышающим земной. Космический аппарат НАСА «Кеплер» наблюдал планеты такого размера примерно в 2-3 раза реже, чем суперземли с радиусами, примерно в 1,4 раза превышающими радиус Земли, и мининептуны с радиусами, примерно в 2,5 раза больше земного.

Вторая загадка заключается в наличии планетарных систем, в которых присутствуют одинаковые по размеру планеты, находящиеся в орбитальном резонансе. К ним относятся TRAPPIST-1 и Kepler-223, которые имеют планетарные орбиты, близкие к музыкальной гармонии.

Ученые объяснили эти явления, создав модели формирования и эволюции планетарных систем. Они воссоздали первые 50 миллионов лет развития планетных систем с использованием модели планетарной миграции. В модели протопланетные диски из газа и пыли, которые дают начало молодым планетам, также взаимодействуют с ними, притягивая их ближе к родительским звездам и «запирая» в резонансных орбитальных цепях. Эти цепи разрываются в течение нескольких миллионов лет, когда исчезновение протопланетного диска вызывает орбитальную нестабильность, приводящую к столкновению двух или более планет друг с другом.

Модели планетарной миграции использовались для изучения планетных систем, сохранивших свои резонансные орбитальные цепочки.

«Миграция молодых планет к их звездам создает перенаселенность и часто приводит к катастрофическим столкновениям, которые лишают планеты их богатой водородом атмосферы», – сообщили исследователи. – «Это означает, что гигантские удары, подобные тому, который сформировал нашу Луну, вероятно, являются общим результатом формирования планет».

Основываясь на своих выводах, исследователи сделали прогнозы, которые могут быть проверены космическим телескопом Джеймса Уэбба. Ученые предполагают, что часть планет размером примерно в два раза больше Земли сохранит свою изначальную атмосферу, богатую водородом, и будет обладать водой.