LHS 1903 — это маленькая красная звезда-карлик класса M, которая холоднее и светит не так ярко, как наше Солнце. Ученые использовали телескопы в космосе и на Земле, чтобы обнаружить четыре планеты, вращающиеся вокруг LHS 1903. С помощью этих телескопов они классифицировали три ближайшие к звезде планеты как скалистые, а две следующие за ними газовые гиганты. Фото: ESA
Международная группа астрономов обнаружила далекую планетную систему, которая ставит под сомнение одно из наиболее распространенных представлений о том, как образуются планеты.
В большинстве планетных систем, наблюдаемых по всему Млечному Пути, ученые видят одинаковую базовую структуру. Маленькие скалистые планеты вращаются вблизи своей звезды, в то время как крупные газовые гиганты вращаются на больших расстояниях. Наша собственная Солнечная система соответствует этой схеме. Внутренние планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс — состоят в основном из камня и металла. Расположенные дальше Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун покрыты толстыми слоями газа.
Такое расположение объясняется одной из ведущих теорий формирования планет. Молодые звезды испускают интенсивное излучение, которое может вытеснять газы с близлежащих развивающихся планет, оставляя после себя твердые, скалистые миры. Более низкие температуры на удалении от звезды позволяют планетам сохранять плотную атмосферу, что приводит к образованию газовых гигантов.
Система, нарушающая правила, вокруг LHS 1903
Недавно обнаруженная система, вращающаяся вокруг звезды LHS 1903, не соответствует этому сценарию. Открытие, о котором сообщается в журнале Science, сосредоточено на маленьком, слабом красном карлике, который холоднее и менее массивен, чем Солнце.
Исследователи под руководством профессора Дж. Райан Клутье из Университета Макмастера и профессор. Томас Уилсон из Уорикского университета объединил данные, полученные с телескопов на Земле и в космосе, для изучения этой системы. Первоначально они определили три планеты. Самый дальний из миров — скалистый, за ним следуют две богатые газом планеты, похожие на уменьшенные версии Нептуна, что соответствует стандартным ожиданиям.
Но годы дополнительных наблюдений привели к неожиданному повороту событий. Новые измерения, проведенные со спутника Европейского космического агентства CHEOPS, выявили четвертую планету, получившую название LHS 1903 e, которая находится на самой дальней орбите от звезды. Удивительно, но этот внешний мир, похоже, скалистый.
«Мы наблюдали эту картину: каменистая внутри, газообразная снаружи, в сотнях планетных систем. Но теперь открытие каменистой планеты во внешней части системы заставляет нас переосмыслить сроки и условия, при которых могут образовываться каменистые планеты», — говорит Клутье, доцент кафедры физики и астрономии.
Исключая столкновения и смещения планет
Команда исследовала несколько возможных объяснений. Они рассмотрели, могло ли массовое столкновение привести к разрушению атмосферы планеты. Они также исследовали, могли ли планеты менять свое положение с течением времени. Детальное компьютерное моделирование и изучение орбит планет исключили оба сценария.
Вместо этого, полученные данные указывают на более неожиданную идею. Планеты в этой системе, возможно, образовались не одновременно. Скорее всего, они могли образоваться одна за другой по мере изменения условий вокруг звезды.
Формирование планет наизнанку
Стандартные модели предполагают, что планеты возникают в протопланетном диске — клубящемся облаке газа и пыли, окружающем молодую звезду. В этой среде скопления вещества формируют несколько планетарных зародышей примерно в одно и то же время. За миллионы лет эти растущие тела эволюционировали в полностью сформированные планеты различных размеров и состава.
Структура системы LHS 1903 предполагает другой путь, известный как формирование планет изнутри. В этом сценарии планеты формируются последовательно в меняющихся условиях. Местные условия на момент завершения формирования каждой планеты определяют, станет ли она богатой газом или останется каменистой.
Эта схема может объяснить необычную природу LHS 1903 e. К тому времени, когда он начал формироваться, большая часть газа в окружающем диске, возможно, уже рассеялась, оставив слишком мало материала для создания плотной атмосферы.
«Удивительно наблюдать, как скалистый мир формируется в среде, которая не должна способствовать такому исходу. Это бросает вызов предположениям, заложенным в наши текущие модели», — говорит Клотье, который добавляет, что открытие поднимает более широкие вопросы о том, является ли LHS 1903 аномалией или ранним примером закономерности, которую ученым еще предстоит распознать.
«По мере того как телескопы и методы обнаружения становятся все более точными, мы укрепляем нашу способность находить планетные системы, которые не похожи на нашу собственную и которые не соответствуют давним теориям», — говорит он.
«Каждая новая система добавляет еще одну точку данных к растущей картине планетарного разнообразия, которая заставляет ученых переосмыслить процессы, формирующие миры по всей галактике».