Астрофизики объяснили механизмы образования экзопланет

Исследователи из Южного федерального университета совместно с астрофизиками Университета Вены (Австрия) и РАН построили модели образования экзопланет, показав различие процессов планетообразования для разных расстояний от звезды. Об этом сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ во вторник.

"По данным исследования подготовлена и принята к публикации статья в международном журнале первого квартиля (квартиль - категория научных журналов, соответствующих определенным показателям уровня цитируемости и отражающая уровень его востребованности со стороны научного сообщества - прим. ТАСС) Astronomy & Astrophysics", - отметили в пресс-службе. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда

Экзопланетами называют любые планеты, расположенные за пределами Солнечной системы. За последние годы найдены экзопланеты, вращающиеся на расстоянии от доли астрономической единицы (расстояние от Земли до Солнца), до десятков и даже сотен астрономических единиц от своих "солнц". При этом массы экзопланет также варьируются в пределах от массы Марса до десятка масс Юпитера. Большинство научных программ такого поиска сосредоточены на конкретных объектах - экзопланетах размера Земли и с расположением в возможной "зоне обитаемости". На сегодняшний день нет полного понимания того, как формируются планетарные системы вокруг звезд, подобных нашему Солнцу. Эти данные вызывают особый интерес к механизмам формирования экзопланет, понимание которых важно, в том числе для разработки эффективных новых методов поиска планетарных систем.

В целом известно, что планеты формируются из газа и пыли, вращающихся вокруг молодой звезды в виде так называемого протопланетного диска. В самом начале эволюции в дисках развиваются разного рода неустойчивости (гравитационная, магниторотационная, потоковая, и т. д.), тогда как на более поздних этапах эволюции диски принимают осесимметричный вид.

Исследователи, используя численное гидродинамическое моделирование протопланетных дисков с высоким разрешением, показали, что "эмбрионы" экзопланет могут формироваться двумя одновременно работающими планетообразующими механизмами - потоковой неустойчивостью, действующей в самих внутренних областях протопланетного диска (меньше 1 астрономической единицы, т. е. ближе орбиты Земли) и гравитационной неустойчивостью, действующей во внешних областях диска (больше 50 астрономических единиц, т. е. дальше орбиты Плутона).

При этом потоковая неустойчивость (возникновение пылевых флуктуаций в пылегазовой среде) позволяет преодолеть так называемый "барьер роста пылевых частиц" (разрушение каменных глыб при взаимных столкновениях), а гравитационная неустойчивость позволяет объяснить формирование планет-гигантов на расстояниях в десятки и сотни астрономических единиц. Исследователи утверждают, что наблюдаемое разнообразие орбитальных расстояний экзопланет может быть объяснено последующим рассеиванием и миграцией "эмбрионов" экзопланет, формирующихся в результате потоковой и гравитационной неустойчивостей.