Перевёрнутая планетарная система: открытие, которое ломает космические правила

Порядок планет в Солнечной системе заучивают в школе. Ближе к Солнцу — каменистые миры: Меркурий, Венера, Земля, Марс. Дальше — газовые гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Эта схема считалась универсальной. Теории формирования планет предсказывали: чем ближе к звезде, тем плотнее и каменистее планета. Чем дальше — тем больше газа. И большинство наблюдений это подтверждало.

До сих пор.

Четыре планеты у тусклой звезды

В центре внимания оказалась звезда LHS 1903 — небольшой, холодный красный карлик. Он излучает куда меньше света, чем наше Солнце. Международная группа астрономов под руководством Томаса Уилсона из Уорикского университета использовала космический телескоп Хеопс Европейского космического агентства и наземные обсерватории.

Сначала они нашли три планеты. Схема казалась привычной: ближайшая к звезде — каменистая, за ней следуют две газовые. Но дальнейшие наблюдения с помощью Хеопса принесли сюрприз. Обнаружилась четвёртая планета, обращающаяся ещё дальше от звезды. И она, вопреки всем ожиданиям, тоже оказалась каменистой.

Уилсон комментирует: «Это перевёрнутая система. Порядок планет: каменистая, газообразная, газообразная — и снова каменистая. Каменистые планеты обычно не формируются так далеко от своей звезды».

Рождение в опустевшей колыбели

Стандартная модель объясняет: интенсивное излучение вблизи звезды сдувает газ, оставляя каменистые ядра. Дальше, где холоднее, газ накапливается, формируя гигантов. В системе LHS 1903 этот порядок нарушен.

Исследователи проверили альтернативные объяснения. Могла ли дальняя каменистая планета потерять свою атмосферу после гигантского столкновения с астероидом или кометой? Могли ли планеты поменяться местами в ходе эволюции? Компьютерное моделирование и расчёты орбит исключили оба варианта.

Осталось одно объяснение, и оно оказалось самым необычным. Планеты формировались не одновременно, а последовательно, одна за другой. Звезда рождала их не «четвернёй», а по очереди — концепция, известная как «перевёрнутое формирование планет изнутри наружу». Эту идею предложили около десяти лет назад, но никогда ещё доказательства не были столь убедительными.

Поздний цветок в безгазовой пустоте

В этом сценарии есть дополнительная сложность. Подобно тому, как младшие братья и сёстры растут в мире, отличном от мира их старших родственников, эта дальняя каменистая планета формировалась в среде, которая сильно отличалась от той, в которой появились её старшие соседи.

К тому времени, когда начала формироваться внешняя каменистая планета, протопланетный диск из газа и пыли, из которого рождаются миры, мог уже истощиться. Газ считается критически важным для формирования планет. Но вот она — маленький каменистый мир, нарушающий все правила. По словам Уилсона, это может быть первым свидетельством существования планеты, сформировавшейся в так называемой «обеднённой газом» среде.

Наша Солнечная система — не эталон

Изабель Ребольидо, научный сотрудник Европейского космического агентства, обращает внимание на более широкий контекст: «Исторически наши теории формирования планет основаны на том, что мы видим и знаем о нашей Солнечной системе. Но по мере того как мы открываем всё больше разнообразных систем экзопланет, мы начинаем пересматривать эти теории».

Максимилиан Гюнтер, научный сотрудник проекта Хеопс, подчёркивает значение открытия: «Многое о том, как формируются и эволюционируют планеты, остаётся загадкой. Находить такие ключи к разгадке — именно для этого создавался Хеопс».

Одинокая аномалия или первый признак тренда?

Остаётся открытым вопрос: эта перевёрнутая система — единичная аномалия на фоне общего порядка? Или она представляет собой первый признак тенденции, о которой астрономы до сих пор не подозревали?

В любом случае, LHS 1903 заставляет задуматься. Порядок планет, который преподают детям как фундаментальное знание, может оказаться вовсе не универсальным. Возможно, это наша собственная Солнечная система — та самая «правильная», которую мы привыкли считать нормой, — на самом деле является исключением. А Вселенная полна миров, устроенных иначе, чем подсказывают земные учебники. И каждое новое открытие такой «странной» системы — это не просто поправка к теории, а напоминание о том, как много ещё предстоит узнать.