Що саме "нормальна" Сонячна система? Якщо в минулому ми думали, що у нас є якась ідея, то зараз її точно не робимо. І нове дослідження під керівництвом астрономів Кембриджського університету підкріпило цей факт. У новому дослідженні було виявлено чотири планети-гіганти, подібні до наших власних Юпітер і Сатурн, що обертаються навколо цілком молодої зірки під назвою CI Tau. І одна з планет має крайню орбіту, яка відводить її в тисячу разів більшу відстань від зірки, ніж найглибша планета.
CI Tau знаходиться на відстані приблизно 500 світлових років у дуже активній частині галактики, яку називають «зоряною розплідницею». Лише 2 мільйони років, CI Tau є просто немовлям у зоряному плані. Нашому власному Сонцю близько 5 мільярдів років, і ще 5 мільярдів потрібно подати, віддати чи взяти. Таким чином, CI Tau занадто молодий, щоб мати той тип газових гігантів, який у нього є. Або так ми думали.
Наша найкраща модель формування сонячної системи називається туманною гіпотезою і йде приблизно так: Закруглена хмара газу і пилу росте і набирає щільність, поки вона не розвалюється на зірку і не починається синтез. Навколо цієї новоствореної зірки залишки газу та пилу постійно кружляють як протопланетний диск. З часом ця матерія скупчується і утворює інші планети, місяці та астероїди, і більше немає протопланетного диска. Це дуже короткий опис того, як все йде.
Але, як вважається, цей процес формування планети триватиме довго, набагато більше 2 мільйонів років. Зірка, як наше Сонце, може сформуватися всього за 1 мільйон років, але для формування газових планет потрібно від 10 до 100 мільйонів років, а земні планети ще більше часу.
"Планети масових сатурнів повинні утворюватися, спочатку накопичуючи міцне ядро, а потім втягуючи шар газу зверху, але ці процеси, як передбачається, будуть дуже повільними на великих відстанях від зірки. Більшість моделей намагаються зробити планети такої маси на цій відстані ». - Провідний автор дослідження, професор Кеті Кларк, Інститут астрономії Кембриджського університету.
Це не перший раз, коли CI Tau потрапив у поле астрономів. У 2016 році астрономи виявили гарячий Юпітер, який обертався навколо зірки. Це зробило першою зіркою свого юного віку одного з цих шиплячих гарячих газових гігантів. Гарячий Юпітер - це газовий гігант у тому ж масовому діапазоні, що і наш власний Юпітер, але той, який орбітує так близько до своєї зірки, що дуже жарко. Гарячий Юпітер незрозумілий, тому що ми не розуміємо, як вони можуть утворювати "in situ" або так близько до зірки. Астрономи вважають, що ці планети утворюються далі від зірки та мігрують. Як це могло статися лише за 2 мільйони років?
У цьому новому дослідженні команда дослідників під керівництвом Кембриджського університету знову повернула погляд на CI Tau. Вони використовували великий міліметровий / субміліметровий масив Atacama (ALMA) для пошуку системи CI Tau для побратимів до гарячого Юпітера. Те, що вони знайшли, просто збільшило таємницю системи. Вони виявили 3 інших газових гігантів, що обертаються навколо зірки, і один з них випливає з далекої орбіти в тисячу разів далі від зірки, ніж найпотаємніша планета, вищезгаданий гарячий Юпітер. Згідно з документом, це "... наймасовіший ансамбль екзопланет, коли-небудь виявлений у цьому віці". То що ж це все означає?
"В даний час неможливо сказати, чи є надзвичайна планетарна архітектура, помічена в CI Tau, поширена в гарячих системах Юпітера ..." - професор Кеті Кларк, Інститут астрономії Кембриджського університету.
Наразі ми не впевнені. Близько 1% зірок приймають гарячих Юпітерів, але більшість відомих гарячих Юпітерів у сотні разів старші за КІ Тау. Оскільки астрономи пояснюють, що сталося в цій системі, наскільки нам відомо, планети не можуть сформуватися до того, як зірка.
«В даний час неможливо сказати, чи є надзвичайна планетарна архітектура, що спостерігається в CI Tau, поширена в гарячих системах Юпітера, тому що спосіб виявлення цих планет-братів - завдяки їх впливу на протопланетний диск - не працював у старих системах, у яких більше немає протопланетний диск ", - сказала професор Кеті Кларк з Кембриджського інституту астрономії, перший автор дослідження.
Тут достатньо питань, щоб зайняти команду астрономів за всю свою кар’єру. На думку дослідників, незрозуміло, яку роль, якщо вона є, відіграли планети братів і сестер у просуванні найпотаємнішої планети на її надто близьку орбіту. Також незрозуміло, чи той механізм, який може бути в цій системі, той самий механізм, який робить гарячі Юпітери взагалі. І ще одна загадка - як взагалі утворилися зовнішні дві планети.
"Моделі формування планет, як правило, зосереджуються на тому, щоб можна було зробити типи планет, які вже спостерігалися, тому нові відкриття не обов'язково підходять до моделей", - сказав Кларк. "Планети масових сатурнів повинні утворюватися, спочатку накопичуючи міцне ядро, а потім втягуючи шар газу зверху, але ці процеси, як передбачається, будуть дуже повільними на великих відстанях від зірки. Більшість моделей намагаються зробити планети такої маси на цій відстані ».
Звичайно, це робить науку настільки переконливою та ефективною. Астрономи щось спостерігають і створюють модель для пояснення цього. Потім вони продовжують спостерігати, і деякі відкриття підкріплюють модель, а деякі кидають їй виклик. Таким чином, модель постійно оновлюється і з часом реалістично представляє все більшу та більшу вибірку спостережень.
Астрономи продовжуватимуть вивчати цю систему, щоб спробувати розгадати деякі з цих таємниць. ALMA зробила революцію у вивченні протопланетних дисків, і майбутня робота, без сумніву, знову буде сильно спиратися на ALMA. Він має силу зображувати планети, що утворюються всередині протопланетних дисків, які є тьмяними, погано освітленими місцями, які дуже важко помітити.
Будьте готові дивуватися побаченому ALMA. Знову.
- Прес-реліз університету Кембриджу: "Гігантські планети навколо молодої зірки викликають питання про те, як формуються планети"
- Дослідницький документ: «Міліметрові зображення високої роздільної здатності протопланетного диска CI Tau: масивний ансамбль протопланет від 0,1 до 100 оу»
- Прес-реліз університету Райсу: «Астрономи знаходять планету-гіганта навколо зовсім молодої зірки»
- Сторінка Вікіпедії: Туманна гіпотеза
