Почему планет с кольцами так мало? Астрономы нашли ответ на этот вопрос

В дисках газа и пыли вокруг молодых звезд можно обнаружить разного рода неоднородности, такие как кольца и разрывы. Считается, что их вызывает формирование планет, но эта теория не может объяснить, почему редко встречаются планеты с кольцами. При помощи радиотелескопа ALMA астрономы смогли объяснить эти структуры.

Моделирование на суперкомпьютере показало, что после образования кольца планета может начать двигаться и оставить структуру из газа и пыли позади

Группа учёных из Японии (из Университета Ибараки, Университета Когакуин и Университета Тохоку)  использовала самый мощный в мире суперкомпьютер ATERUI II, предназначенный для астрономических вычислений, чтобы смоделировать ситуации, в которых планета удаляется от места своего первоначального формирования. 

Результаты показали, что в протопланетном диске с низкой вязкостью кольцо, сформированное в месте первоначального расположения планеты, не перемещается по мере миграции небесного тела вглубь диска. В процессе миграции команда выделила три отдельные фазы:

• В фазе I изначальное кольцо остается нетронутым по мере продвижения планеты. 
• В фазе II кольцо начинает деформироваться, и в новом местоположении планеты начинает формироваться второе кольцо. 
• В фазе III изначальное кольцо исчезает, и остается только второе кольцо.

Так выглядят эти фазы
Kazuhiro Kanagawa, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Сверху — моделирование фаз, снизу — реальные фото ALMA. Пунктирные линии — это орбиты планет, а серые области не охватываются моделированием.

Эти результаты помогают объяснить, почему вблизи внешних колец редко наблюдаются планеты, а три фазы, которые выделили учёные, в целом согласуются с наблюдаемой в реальном эксперименте картиной. Определить, насколько хорошо эти модели соответствуют реальности, будет возможно в будущем, когда телескопы с более высоким разрешением смогут более точно следить за движением экзопланет вокруг родительской звезды.

Результаты опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.