Астрономы нашли планету, противоречащую законам планетарного формирования

Согласно новому исследованию, один гигантский и далекий мир, однажды описанный как «планета, которой не должно быть там, где она находится», похоже, действительно сформировался не там, где следовало бы ожидать, и не из того космического материала, который должен был бы в этом участвовать и благодаря которому и рождаются практически все известные нам планеты.

Аномальный объект, получивший название HD 106906b, является очень молодой планетой, расположенной примерно в 300 световых годах от Земли в созвездии Южный Крест. Впервые планета была обнаружена в 2013 году. Уникальной ее делает то, на каком расстоянии от своей звезды она находится – примерно в 650 астрономических единицах, или в 650 раз дальше, чем расстояние от Земли до Солнца. Такая уникальная особенность HD 106906b дает ей звание планеты, имеющей самую удаленную орбиту вокруг одинарной солнцеподобной звезды. На полный оборот вокруг своего светила планете необходимо около 1500 лет.

Однако самая интересная особенность HD 106906b связана даже не с ее гигантской орбитой, а с тем, что планета находится далеко за внешними пределами космического планетарного материала (газа и пыли, то есть материи, из которой формируются планеты), собранного вокруг звезды HD 106906. В нашем случае протопланетный диск находится примерно в 10 раз ближе к звезде, чем сама планета HD 106906b, что, в свою очередь, заставляет астрономов задуматься о том, как она вообще могла в таком случае сформироваться.

Система HD 106906 (черным кругом отмечена сама звезда) и ее протопланетный диск (слева внизу) и планета HD 106906b (справа вверху)

«Наши нынешние теории планетарного формирования не учитывают возможность расположения планеты за внешними пределами планетарного диска», — объясняет астрофизик Смадар Наоз из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Наоз и ее команда сейчас ведут разработку компьютерной модели, которая смогла бы отследить орбитальный путь планеты HD 106906b.

С момента первого обнаружения планеты ученые пытаются объяснить, как она оказалась настолько удалена от своей звезды HD 106906, так как подавляющее большинство экзопланет, как правило, находится внутри планетарного диска. Например, в нашей Солнечной системе все планеты находятся внутри границ пояса Койпера, находящегося за орбитой Нептуна и состоящего из карликовых планет, других мелких космических объектов, а также материи, оставшейся после формирования планет.

Предыдущие исследования планеты HD 106906b указывали на то, что она могла сформироваться внутри протопланетного диска еще до того, как силы гравитации вытолкнули ее фактически за пределы своей системы, однако, по мнению Наоз и ее команды, сценарий развития событий был иным.

Согласно созданной в Институте Карнеги компьютерной модели «алгоритма столкновений суперчастиц в поясе Койпера и планетарных дисках» (SMACK), планета, скорее всего, действительно сформировалась за внешними пределами своего протопланетного диска. Компьютерная модель, в которую ввели известные о системе HD 106906 данные, показала, что появись планета HD 106906b внутри границ протопланетного диска, то она бы повлияла на всю структуру этого диска.

Для ученых по-прежнему остается неизвестным, содержит ли система HD 106906 другие планеты, однако компьютерная модель показала, что эллиптическая форма протопланетного диска системы указывает только на связь с планетой HD 106906b.

«С помощью компьютерного моделирования мы смогли воссоздать известную форму диска системы HD 106906 без добавления других планет. Однако согласно более ранним предположениям, в системе должны находиться и другие планеты, чтобы диск приобрел именно такую форму», — говорит исследователь Эрика Несвольд из Института Карнеги.

Как уже говорилось выше, модель также показывает, что планета HD 106906b, вероятнее всего, сформировалась за пределами диска. Если бы планета изначально сформировалась внутри границ диска, то после ее гравитационного отброса она бы потянула за собой часть диска и последний имел бы иную форму.

На данный момент ученые по-прежнему не могут точно рассказать, как именно из газа и пыли системы, из которых, как правило, формируются большинство других планет в других системах, появилась планета HD 106906b, и все же ученым удалось хоть и немного, но сузить историю ее происхождения. Если в будущем мы сможем найти похожие по природе на HD 106906b планеты, то компьютерная модель SMACK сможет больше рассказать о том, как такие планеты могут формироваться.

«Другие протопланетные диски тоже, вероятнее всего, имеют свои формы согласно тем гравитационным воздействиям, которые оказывались на них планетами-гигантами, принадлежащими этим системам», — говорит Несвольд. – «Моя компьютерная модель способна помочь в воссоздании и визуализации тех особенностей, которые привели к тем или иным формам протопланетных дисков. В перспективе это поможет нам лучше понять процессы эволюции планетарных систем».