Астрономи зробили революційне відкриття, яке струшує існуючі теорії про те, як формуються планети. Екзопланета LHS 3154b, що обертається навколо червоного карлика, виділяється своєю величезною масою порівняно з низькою масою зірки-господаря. Це відкриття, нещодавно опубліковане в престижному журналі Science, кидає виклик загальноприйнятим моделям формування планет.
Penn State University
Традиційно формування планет розглядається через процес акреції, коли тверде ядро протопланетного диска накопичує речовину. Ця модель передбачає, що великі планети, подібні за масою Нептуну або більше, не повинні утворюватися навколо зірок малої маси – гіпотеза, що підтверджується численними спостереженнями. Ця концепція добре узгоджується з планетарними системами невеликих екзопланет, що обертаються навколо сусідніх червоних карликів. У цій стандартній теорії вважається, що на результат формування планет сильно впливає загальна маса дрібних твердих частинок в диску, яка, в свою чергу, визначається масою батьківської зірки і масштабується відповідним чином.
Однак є кілька відомих кандидатів, таких як LHS 3154b, які не відповідають цим моделям. Вважається, що ці аномалії можуть бути викликані невизначеностями в сучасних моделях або пов’язані з механізмом гравітаційної нестабільності всередині масивного газоподібного зовнішнього диска.
Команда астрономів під керівництвом Гудмундура Стефанссона з Принстонського університету виявила екзопланету LHS 3154b, яка суперечить обом стандартним теоріям формування екзопланет. Їх спостереження за червоним карликом LHS 3154 проводилися за допомогою спектрографа HPF на десятиметровому телескопі Хобі-Еберлі в обсерваторії Макдональд з 23 січня 2020 року по 13 квітня 2022 року. Вони виявили екзопланету, використовуючи метод визначення променевої швидкості.
- Астрономи відкрили потенційну “зірку прибульців”
- Дослідники знайшли «відсутній закон», який пояснює еволюцію Всесвіту
- Стало відомо, як влаштовані надра Марсу
LHS 3154 класифікується як зірка спектрального типу M6.5, розташована на відстані майже 52 світлових років від сонця. Її маса становить 0,111 маси Сонця, а вік – близько п’яти мільярдів років. Екзопланета LHS 3154b обертається навколо неї кожні 3,71 дня і має мінімальну масу 13,2 маси Землі. Напівголова вісь орбіти становить 0,022 астрономічних одиниць з ексцентриситетом 0,076.
Пояснити походження такої системи з великим співвідношенням мас короткоперіодичної планети і її зірки, використовуючи моделі акреції ядра або гравітаційної нестабільності, непросто. В останньому випадку, враховуючи можливу міграцію планет, для цього знадобиться ще більша маса протопланетного диска, ніж у моделі нарощування ядра.
Дослідники пропонують три можливі пояснення. По-перше, значна частина пилу в протопланетних дисках навколо зірок з малою масою може складатися з об’єктів розміром в сантиметр або більше, які можуть не виявлятися в міліметровому діапазоні, що призводить до недооцінки загальної маси пилу в диску. По-друге, диски можуть отримувати значну кількість додаткового матеріалу з навколишньої молекулярної хмари. Нарешті, ядра протопланетних дисків можуть утворюватися більше мільйона років після утворення протозірки, коли диск стає більш масивним.