Экзопланеты бывают очень разных размеров, и теперь ученые выяснили, почему так. В этом им помогла теория миграции планет. Исследование объясняет, почему астрономы чаще всего наблюдают либо суперземли, либо мининептуны, но редко встречают экзопланеты других размеров. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.
В настоящее время у астрономов остается ряд нерешенных загадок. Одна из них — это разный размер экзопланет. По наблюдениям астрономов, экзопланеты, радиус которых составляет 1,8 радиуса Земли, по непонятным причинам встречаются достаточно редко — в 2–3 раза реже, чем суперземли (1,4 радиуса Земли) и мининептуны (2,5 радиуса Земли). Вторая загадка связана с тем, что в сотнях планетарных систем астрономы встречали схожие по размерам планеты, расположенные близко друг к другу, как горошины в стручке. К числу таких систем относятся, например, TRAPPIST-1 и Kepler-223.
Чтобы решить эти загадки, ученые обратились к теории миграции планет. Они воспользовались суперкомпьютером, чтобы симулировать первые 50 миллионов лет развития планетарных систем. Согласно модели, протопланетные диски, состоящие из газа и пыли, не только дают начало планетам, но и взаимодействуют с ними. В результате планеты притягиваются ближе к звезде системы. Наблюдается орбитальный резонанс, благодаря чему планеты периодически сближаются между собой. Такие резонансные орбиты разрушаются в течение нескольких миллионов лет, когда из-за исчезновения протопланентного диска орбиты становятся нестабильными. Из-за этого две и более планеты могут столкнуться между собой. В результате подобного столкновения когда-то могла образоваться и наша Луна. А если столкновений немного, то планеты продолжают быстро и гармонично двигаться, оставаясь очень близко друг к другу.
Согласно результатам исследования, большинство планет являются либо суперземлями, либо мининептунами. Причем суперземли сухие и каменистые, а их размер вполовину превышает размер Земли. Мининептуны же в 2,5 раза больше Земли, а их поверхность покрыта льдом. Новые астрономические наблюдения подтверждают эту гипотезу, хотя ранее предполагалось, что мининептуны тоже сухие и каменистые. Однако ученые считают, что мининептуны могут сохранить атмосферу, богатую водородом, если не сталкиваются с другими телами. Предсказания, сделанные учеными, могут быть проверены на новом телескопе NASA James Webb.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
