Моделью исследователи продемонстрировали, что молодые планеты в самом начале своего существования могут иметь не сферическую форму, а быть сплюснутыми. Это открытие меняет наше представление о развитии планет.
Планеты традиционно формируются по теории аккреции ядра. В процессе аккреции частицы космической пыли постепенно собираются и слипаются, образуя все более крупные тела. Со временем эти агрегаты притягивают к себе еще больше материи, разрастаясь до размеров планет. Эта модель акцентирует постепенное и систематическое наращивание массы, начиная с микроскопических зерен и заканчивая конечной планетарной массой.
Новое исследование, осуществленное под руководством Университета Центрального Ланкашира, предлагает иную точку зрения, основанную на «теории нестабильности диска». Исследование опубликовано на сайте… Исследование, опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysics Letters, говорит о том, что молодые планеты могут иметь сплюснутую форму, а не сферическую.
Открытие, полученное с помощью продвинутого компьютерного моделирования, даёт новую модель образования газовых гигантов и может изменить наше представление о процессах формирования планетных систем.
В Институте математики, физики и астрономии имени Джеремайи Хоррокса UCLan команда исследователей смоделировала формирование планет с помощью компьютерных симуляций.
Используя теорию дисковой нестабильности, учёные предполагают, что протопланеты образуются в короткие сроки из-за разрыва больших вращающихся дисков плотного газа, окружающих молодые звезды.
Используя этот подход, команда выявила свойства планет, сопоставила их с наблюдениями и проанализировала механизм образования гигантов. Исследователи уделяли внимание изучению формы молодых планет и путей их превращения в крупные планеты-гиганта, превосходящие Юпитер по размеру. Также изучались свойства планет, формирующихся в различных условиях: температуре окружающей среды и плотности газа.
В процессе вращения диски расщепляются из-за гравитационных неустойчивостей, что приводит к образованию протопланет с увеличенной формой на экваторе. Это открытие меняет наше понимание процесса формирования планет. Прежде теория аккреции ядра широко применялась для объяснения происхождения планет, включая газовых гигантов, таких как Юпитер.
Доктор Димитрис Стамателлос, соавтор исследования, заявил в пресс-релизе: «Мы много лет изучаем формирование планет, но раньше не проверяли форму планет при рождении в симуляторах. Мы всегда предполагали их сферичность».
Что ждет наше представление о Вселенной?
Обнаружение сплюснутой формы молодых планет может дать ответ на важный вопрос о формировании планет и указать на модель нестабильности диска, которая сейчас считается менее вероятной по сравнению со стандартной теорией аккреции ядра.
Необычная морфологическая особенность позволяет понять тайны гигантских экзопланет, находящихся далеко от своей звезды. Теория аккреции не может объяснить, как эти планеты достигают таких размеров в удаленных областях, где строительные материалы редки. Исследователи заметили также, что новые планеты растут по мере того, как материя движется к ним преимущественно с полюсов, а не с экватора.
Важно проводить угловые наблюдения при изучении протопланет. Форма молодой планеты может существенно влиять на ее внешний вид и измерения её свойств, таких как светимость или спектр, в зависимости от угла обзора. Протопланета, наблюдаемая сбоку, кажется более вытянутой, а та же планета, наблюдаемая с полюса, — более круглой. Эта изменчивость создает сложности и возможности для астрономов при интерпретации полученных данных, которым необходимо учитывать пространственное расположение небесных объектов.
Чтобы продолжить эти исследования, ученые создают более точные компьютерные модели. Цель — увидеть влияние окружающей среды на форму планет и проанализировать их химический состав. Это открывает дорогу будущим наблюдениям с помощью телескопа «Джеймс Уэбб».