Примечание редактора: Этот гостевой пост был написан Энди Томасвиком, инженером-электриком, который следит за космической наукой и техникой.
Как сказал известный астроном Карл Саган, «все мы сделаны из звездных вещей». То же самое можно сказать о множестве планет вне Солнца, которые в настоящее время открываются с невероятной скоростью. Саган имел в виду, что все элементы, более тяжелые, чем водород и гелий, обычно известные астрофизикам как «металлы», должны быть созданы во внутренних печах звезд. Но звездам требуется время, чтобы создать эти более тяжелые элементы, и, поскольку они необходимы для запуска планет, эти промежутки времени могут оказать серьезное влияние на формирование солнечной системы.
Новое исследование, проведенное Копенгагенским университетом с помощью Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, проливает некоторый свет на эти промежутки времени. В документе, недавно представленном на заседании Американского астрономического общества, Ларс Буххейв и его команда отобрали более 150 звезд с известными планетными системами, которые были каталогизированы миссией НАСА «Кеплер». Затем они изучили содержание металлов в этих звездах и размер планет в их солнечных системах. Они обнаружили, что планеты газовых гигантов с большей вероятностью будут образовываться вокруг богатых металлом звезд, тогда как планеты на Земле с равной вероятностью будут образовываться вокруг богатых металлом или бедных металлами звезд.
Как объясняет команда, причина этого четко вписывается в «планетарную» модель формирования планет. Каждый газовый гигант имеет металлическое ядро, вокруг которого накапливаются водород и гелий. Однако, если нет ядра, которое можно собрать вокруг, более легкие элементы будут сдуваться звездными ветрами, пока звезда еще относительно молода. Если в звезде достаточно высокое содержание металла, ее потенциальные планеты могут быстро сформировать большое металлическое ядро, прежде чем ветры сделают свое дело. Затем ядро притягивает к себе оставшийся газ гравитационно, и рождается новый газовый гигант.
С другой стороны, формирование планет земной группы не зависит от гелия и водорода и, следовательно, не подвержено одинаковым временным ограничениям. Если у звезды более низкое содержание металла, формирование земных планет может занять больше времени, но все ингредиенты все еще там. По сути, для формирования земной планеты не существует верхнего предела времени, в то время как газовый гигант должен быстро развиваться, чтобы удерживать водород и гелий в ловушке в солнечной системе.
Как и все хорошие исследования, эти результаты открывают еще много вопросов. Как быстро должно сформироваться ядро газового гиганта, прежде чем его материал будет потерян? Являются ли земные планеты гораздо более распространенными, учитывая их большие временные рамки создания и более многочисленные потенциальные родительские звезды? Будущая работа над планетарными системами вне Солнца может помочь дать больше ответов.
Заголовок ведущего изображения: Концепция этого художника показывает недавно образованную звезду, окруженную закрученным протопланетным диском из пыли и газа. Кредит: Университет Копенгагена / Ларс Буххаве
Источник: Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики
