"Мёртвые зоны" не подпускают планеты слишком близко к их звёздам
Исследование, проведённое астрономами Университета Макмастера в Канаде, дало теоретическое объяснение, почему планеты, мигрирующие к своей звезде, в какой-то момент останавливаются и не сталкиваются со светилом.
Большая часть известных ныне экзопланет по размерам сопоставимы с Юпитером и обычно располагаются в пределах пяти астрономических единиц от своих солнц. Впрочем, образоваться на этом расстоянии они не могли из-за недостатка газа и пыли. Планеты формируются на расстоянии от 10 до 20 а.е., а затем мигрируют к своему солнцу. До сих пор не существовало теории, объясняющей, почему движение планеты к звезде останавливается, и столкновения не происходит.
Канадские исследователи выдвинули предположение, что причиной торможения являются "мёртвые зоны" - заполненные газом области, простирающиеся до 13 а.е. от самих звёзд. Плотность газа и пыли вблизи звезды препятствует ионизации газа в более отдалённых областях, а магнитные поля на незаряженный газ не действуют.
Сотрудники Университета Макмастера провели компьютерное моделирование эволюции протопланетных дисков вблизи молодых звёзд на протяжении 10 миллионов лет. Результаты показали, что массивные планеты формируют в таком диске прореху и очень медленно сближаются со звездой.
Менее массивные планеты, по размерам сопоставимые с Землёй и Нептуном, наоборот, "отскакивают" от внешнего края "мёртвой зоны" и удаляются прочь от звезды. Если они сформируются внутри мёртвой зоны, - примерно там, где они наблюдаются в Солнечной системе, - то также формируют борозду в диске и сближаются со звездой.
Согласно расчётам, в какой-то момент движение планеты в направлении звезды останавливается вовсе. Массивные планеты не подходят к звезде ближе, чем на 5 а.е., а менее массивные - на 0,1 а.е. Однако это слишком близко, чтобы на поверхности планеты могла оставаться жидкая вода. Если протопланетный диск рассеивается быстрее, чем за 10 миллионов лет, то некрупные планеты могут оставаться в зоне, где на их поверхности может существовать жидкая вода.
Тот факт, что сближение крупных газовых планет может останавливаться "на дальних подступах", означает, что небольшие твёрдые планеты имеют высокие шансы остаться в зоне, пригодной для обитания, и вообще уцелеть: газовые гиганты не вышибут их прочь из солнечной системы, и не затолкают на звезду.
Как полагают астрономы, всё зависит от турбуленции газового диска вокруг каждой отдельно взятой звезды. В Солнечной системе она невелика, в других же наблюдаемых системах она иногда оказывается очень высокой, и планеты притягиваются близко к своим солнцам.
|
