Астрономы находят «невозможную» планету, кружащую крошечну

Одна из постоянных загадок в астрономии заключается в том, что очень немногие солнечные системы, которые мы исследовали до настоящего времени, выглядят как наши. Например, солнечные системы обычно имеют так называемые Горячие Юпитеры, планеты размером с Юпитер, которые окружают свои звезды-хозяева на более близком расстоянии, чем Меркурий - вокруг нашего Солнца. Многие солнечные системы имеют планеты, которые попадают между размерами Земли и Нептуна, в то время как у нас нет таких миров. В других солнечных системах суперземли - скалистые планеты - часто встречаются гораздо ближе к Солнцу, в то время как наши самые большие и самые дальние планеты - газовые гиганты.

Эти различия подразумевают, что наши собственные теории формирования и эволюции планет, возможно, нуждаются в корректировке, чтобы объяснить, как наша солнечная система выглядит странной, из-за отсутствия лучшего способа выразить это. Как будто для подтверждения этого аргумента астрономы нашли планету, которая кажется слишком большой для звезды, на которой она вращается. Их работа, опубликованная в журнале Science, поднимает вопросы о том, как такая система может сформироваться в первую очередь.

GJ 3512 b - газовый гигант, вращающийся вокруг маленького красного карлика, GJ 3512. Сама планета находится на эксцентричной 204-дневной орбите вокруг своей звезды, но большую часть времени проводит ближе к своему родителю, чем Меркурий к Солнцу. GJ 3512, однако, может управлять только ~ 0,2% солнечного излучения нашего Солнца. Но планета размером с GJ 3512 b не должна существовать.

«Открытие было удивительным, потому что теоретические модели формирования предполагают, что звезды с малой массой обычно содержат маленькие планеты, похожие на Землю или маленькие Нептуны», - сказал астрофизик Хуан Карлос Моралес из Института космических исследований Каталонии, который руководил исследованиями. «В этом случае мы обнаружили газовую гигантскую планету, похожую на Юпитер, вокруг очень маленькой звезды», - сказал Моралес.

Чтобы представить это в перспективе, GJ 3512 только примерно в 250 раз больше массы GJ 3512 b, тогда как Солнце более чем в 1000 раз больше массы Юпитера.

Согласно их измерениям, GJ 3512 всего на 35 процентов больше, чем Юпитер, в то время как планета, GJ 3512b, по меньшей мере, на 46 процентов больше Юпитера. Таким образом, у нас есть планета размером с Юпитер, окружающая очень маленькую звезду, из которой не ожидается формирования планет размером с Юпитер. Кроме того, GJ 3512 b - не единственная планета, вращающаяся вокруг GJ 3512; в данных также присутствует сигнал GJ 3512 c. Стандартная модель формирования планет, в которой камешки накапливаются вместе до тех пор, пока не образуется ядро, по крайней мере, из 5-15 масс Земли, за которым следует относительно быстрый рост до размеров газового гиганта, не соответствует известным обстоятельствам в этом случае.

Чтобы сформировать газового гиганта, в протопланетном диске должно быть достаточно газа. По мере образования солнечной системы количество газа внутри нее постоянно уменьшается благодаря ветру зарождающейся звезды и другим планетезималам и планетам, которые тянут материал на свои орбиты. Вокруг красных карликов процесс аккреции обычно слишком медленный, чтобы газовые гиганты не могли сформироваться таким образом, прежде чем газ будет потерян в окружающее пространство. Гигантские планеты имеют только ограниченное окно для формирования вокруг своих звезд, обычно оцениваемых в 3-10 миллионов лет.

Существует, однако, альтернативная теория образования планет, известная как гравитационная неустойчивость диска. Согласно этой теории, скопления пыли и газа могут иметь разную температуру, при этом холодные области с течением времени становятся плотнее, пока газовое облако не упадет на планету. В отличие от теорий прироста керна или гальки, этот процесс теоретически может происходить чрезвычайно быстро, в течение нескольких тысяч лет, а не миллионов.

До сих пор основной аккрецией было предпочтительным объяснением того, как образуются планеты, но GJ 3512 b достаточно странного, что ученые не думают, что наши стандартные модели могут объяснить это. Это может быть пример планеты, которая сформировалась в результате гравитационной нестабильности диска, свидетельство того, что наши существующие модели не учитывают все необходимые переменные в процессе, или оба. В любом случае, теперь мы знаем, что есть, по крайней мере, еще одна странная солнечная система - даже если она все еще совершенно отличается от нашей.

Изображение сверху: Гиллем Англада-Эскуде - IEEC / Science-wave, с использованием SpaceEngine.org (CC BY 4.0))

Читать далее

Зонды Voyager находят новую физику, ускоряющую электроны, в глубоком космосе

В недавно опубликованном исследовании Университета Айовы говорится, что зонды «Вояджер» открыли совершенно новый вид «электронных взрывов», связанных с выбросами корональной массы на Солнце.

Скорость плавления ледника ускоряется, комплексное исследование находит

Исследователи обнаружили, что уровень потери льда от ледников ускорился в течение первых двух десятилетий 21-го века, и есть все основания ожидать, что тенденция будет продолжаться.

Прорыв прослушивания проекта Scans 60 миллионов звезд, находит нулевые пришельцы

Ученые с прослушиванием слушают проект, взяли на себя мантию поиска внеземного интеллекта (SETI) несколько лет назад, продолжая длительный поиск десятилетий ET. Проект только что выпустил свой самый большой опрос на сегодняшний день, состоящий из более чем 60 миллионов звезд ... и не инопланетян.

Ученые находят внеземные изотопы на дне океана

Анализ изотопов в океане CROST раскрывает радиоактивные материалы, которые могли бы только приехать сюда из-за пределов нашей солнечной системы, и их присутствие может помочь нам лучше понять физику катаклизных событий, таких как Supernovae.