Мы действительно живем в удивительное время для исследования экзопланет. Еще недавно начали прорастать прямые изображения, а также первые спектры атмосфер таких планет. Столько данных становится доступным, что астрономы даже начали делать выводы о том, как могли образоваться эти дополнительные солнечные планеты.
В общем, есть два метода, с помощью которых планеты могут формироваться. Первый заключается в коакреции, при которой звезда и планета образуются из гравитационного коллапса независимо друг от друга, но в достаточно близкой близости, чтобы их взаимное притяжение связывало их вместе на орбите. Второй метод, посредством которого сформировалась наша солнечная система, - это дисковый метод. При этом материал из тонкого диска вокруг протозвезды разрушается, образуя планету. Каждый из этих процессов имеет свой набор параметров, которые могут оставить следы, которые могут позволить астрономам раскрыть, какой метод является доминирующим. Новая статья Гельмута Абта из Национальной обсерватории Китт-Пик рассматривает эти характеристики и определяет, что из нашей текущей выборки экзопланет наша солнечная система может быть странной.
Первый параметр, который отличает два метода формирования, - это эксцентриситет. Чтобы установить базовый уровень для сравнения, Абт сначала построил распределение эксцентриситетов для 188 двойных звезд главной последовательности и сравнил его с графиком того же типа для единственной известной системы, которая сформировалась с помощью дискового метода (наша Солнечная система). Это показало, что, хотя большинство звезд имеют орбиты с низким эксцентриситетом, этот процент медленно падает с увеличением эксцентриситета. В нашей солнечной системе, в которой только одна планета (Меркурий) имеет эксцентриситет, превышающий 0,2, распределение падает гораздо более круто. Когда Абт построил распределение для 379 планет с известным эксцентриситетом, оно было почти идентично распределению для двойных звезд.
Аналогичный сюжет был создан для большой полуоси двойных звезд и нашей солнечной системы. Снова, когда это было построено для известных дополнительных солнечных планет, распределение было подобно распределению двойных звездных систем.
Абт также проверил конфигурацию систем. Звездные системы, содержащие три звезды, обычно содержат пару звезд на узкой двойной орбите, а треть - на значительно большей орбите. Сравнивая отношения таких орбит, Абт количественно определил расстояние между орбитами. Однако вместо простого сравнения с солнечной системой он рассмотрел аналогичную ситуацию образования звезд вокруг центральной массы галактики и построил аналогичное распределение таким образом. В этом случае результаты были неоднозначными; Оба способа формирования дали одинаковые результаты.
Наконец, Абт рассмотрел количество тяжелых элементов в более массивном теле. Широко известно, что большинство планет вне Солнца находятся вокруг звезд, богатых металлами. Пока нет причин, по которым планеты формируются на диске не может формироваться вокруг звезд с большой массой, имеющих богатое металлом облако, из которого можно формировать звезды и планеты является требование к модели коакреции, потому что она имеет тенденцию ускорять процесс коллапса, позволяя гигантским планетам полностью сформироваться до того, как облако рассеется, когда звезда станет активной. Таким образом, тот факт, что подавляющее большинство планет вне Солнца существует вокруг богатых металлом звезд, поддерживает гипотезу коакреции.
Взятые вместе, это обеспечивает четыре теста для моделей пласта. В любом случае текущие наблюдения предполагают, что большинство обнаруженных к настоящему времени планет сформировались из коакреции, а не в виде диска. Тем не менее, Абт отмечает, что это, скорее всего, связано со статистическими искажениями, налагаемыми пределами чувствительности современных инструментов. Как он отмечает, астрономы «пока не обладают чувствительностью к радиальной скорости для обнаружения дисковых систем, таких как солнечная система, за исключением отдельных больших планет, таких как Юпитер на 5 а.е.». Таким образом, эта точка зрения, вероятно, изменится, когда появятся новые поколения инструментов. Действительно, по мере того, как инструменты совершенствуются до такой степени, что становится доступным трехмерное картирование и можно непосредственно наблюдать наклонение орбиты, астрономы смогут добавить еще один тест для определения режимов формирования.
РЕДАКТИРОВАТЬ: После некоторой путаницы и обсуждения в комментариях, я хотел бы добавить еще одну заметку. Имейте в виду, что это только средний всех систем В настоящее время Известно, что выглядит как коаксиальные системы. Хотя, несомненно, есть некоторые, которые образовались на дисках, их редкость в текущих данных не выделяет их. Конечно, мы знаем о наименее одна система, которая подходит для строгой проверки дискового метода. Это недавнее открытие Кеплера, в котором три планеты были замечены, проходя их звезду-хозяина, демонстрирует, что все эти планеты должен лежат в диске, который не соответствует ожиданиям независимой конденсации. По мере обнаружения большего количества подобных систем, мы ожидаем, что распределения описанных выше тестов станут бимодальными, с компонентами, соответствующими каждой гипотезе пласта.
