Астрономи знаходять "неможливу" планету, що кружляє

Однією з головоломок в астрономії є те, що дуже мало сонячних систем, які ми вивчали на сьогоднішній день, виглядають як у нас. Наприклад, для сонячних систем є так звані Гарячі Юпітери, планети розміром з Юпітер, які обходять їх зірки-господарі на ближчій відстані, ніж Меркурій обводить власне Сонце. У багатьох сонячних системах є планети, які знаходяться між розмірами Землі та Нептуна, тоді як у нас таких світів немає. В інших сонячних системах Супер-Землі - скелясті планети - часто зустрічаються набагато ближче до Сонця, тоді як наші найбільші та найдальші планети - всі газові гіганти.

Ці відмінності означають, що нашим власним теоріям планетарного формування та еволюції може знадобитися налаштування, щоб врахувати те, як наша Сонячна система виглядає непарною, через відсутність кращого способу її встановлення. Як би підкріплюючи цей аргумент, астрономи виявили планету, яка, здається, занадто велика для зірки, яка на орбіті. Їх робота, опублікована в Science, викликає питання про те, як така система могла формуватися в першу чергу.

GJ 3512 b - газовий гігант, що обертається навколо крихітного червоного карлика, GJ 3512. Сама планета знаходиться на ексцентричній, 204-денній орбіті навколо своєї зірки, але більшу частину свого часу проводить ближче до свого батька, ніж Меркурій до Соля. GJ 3512, однак, може управляти лише ~ 0,2 відсотка сонячної сонячної енергії. Але планета розміром GJ 3512 b не повинна існувати.

"Це відкриття було дивовижним, оскільки теоретичні моделі формування дозволяють припустити, що зірки з низькою масою зазвичай розміщують маленькі планети, схожі на Землю або малі Нептуни", - сказав астрофізик Хуан Карлос Моралес з Інституту космічних досліджень Каталонії, який керував дослідженнями. "У цьому випадку ми знайшли планету-гіганта, схожу на Юпітер навколо дуже маленької зірки", - сказав Моралес.

Якщо говорити про це в перспективі, GJ 3512 лише приблизно в 250 разів перевищує масу GJ 3512 b, тоді як Сонце більше ніж у 1000 разів перевищує масу Юпітера.

За їхніми вимірами, GJ 3512 лише на 35 відсотків більший за Юпітер, тоді як планета, GJ 3512 b, щонайменше на 46 відсотків перевищує Юпітер. Таким чином, у нас є планета розміром Юпітера, що обходить дуже маленьку зірку, де не очікується формування планет розміром Юпітера. Крім того, GJ 3512 b - не єдина орбіта планети GJ 3512; в даних також є сигнал GJ 3512 c. Стандартна модель планетарного утворення, в якій камінчики накопичуються разом, поки не існує ядро щонайменше 5-15 мас Землі з подальшим відносно швидким зростанням до величини газового гіганта, не відповідає відомим обставинам у цьому випадку.

Для того, щоб утворити газовий гігант, в протопланетному диску в першу чергу повинно бути достатньо газу. У міру формування сонячної системи кількість газу, що знаходиться всередині неї, постійно зменшується вітром народжуваної зірки та іншими планетними тваринами та планетами, які тягнуть матеріал на власні орбіти. Навколо червоних карликів процес накопичення зазвичай занадто повільний, щоб газові гіганти утворювались таким чином, перш ніж газ втрачається в навколишній простір. Планети-гіганти мають лише обмежене вікно для формування навколо зірок-господарів, як правило, оцінюють у 3-10 мільйонів років.

Однак існує альтернативна теорія формування планети, відома як нестабільність гравітаційного диска. Згідно з цією теорією, грудки пилу та газу можуть мати різну температуру, при цьому холодні ділянки з часом стають щільнішими, поки газова хмара не обвалиться на планету. На відміну від теорій основного або галькового нагромадження, цей процес теоретично міг би відбуватися надзвичайно швидко, протягом кількох тисяч років, на відміну від мільйонів років.

До цих пір основне нарощування було вподобаним поясненням того, як формуються планети, але GJ 3512 b є достатнім диваком, яким вчені не вважають, що наші стандартні моделі можуть це пояснити. Це може бути приклад планети, що утворилася через нестабільність гравітаційного диска, свідчить про те, що наші існуючі моделі не враховують усіх необхідних змінних в процесі або обох. Так чи інакше, тепер ми знаємо, що там принаймні одна дивна сонячна система - навіть якщо вона все ще зовсім інша, ніж наша власна.

Найвища кредитна графіка: Гільям Англада-Ескуд - IEEC / Science-Wave, використовуючи SpaceEngine.org (CC BY 4.0))