Формирование планет сложнее, чем думали: новое доказательство

Можно ли доверять традиционным моделям формирования планет? Новое исследование группы астрофизиков под руководством специалистов Северо-Западного университета бросает вызов устоявшимся представлениям. Оказалось, что химический состав атмосферы формирующейся экзопланеты может значительно отличаться от состава родительского диска газа и пыли. Эти выводы опубликованы в Astrophysical Journal Letters.

Фото: freepik.com is licensed under public domain

Земля

Загадка системы PDS 70

Ученые обратили внимание на систему PDS 70, где две гигантские газовые экзопланеты, включая PDS 70b, всё ещё формируются в окружении диска газа и пыли. Особый интерес вызвало соотношение углерода и кислорода в атмосфере PDS 70b. Исследования показали, что его уровень заметно ниже, чем в окружающем диске. Этот факт подрывает актуальность упрощенной модели, предполагающей сходство химического состава планет с их дисками.

Как это удалось выяснить

Астрофизики анализировали спектры света, излучаемого экзопланетой PDS 70b. С их помощью были определены содержание оксида углерода и воды, а также пропорции углерода и кислорода. Сравнив эти данные с ранее измеренными характеристиками газа в диске, ученые обнаружили серьезные несоответствия. Это открытие указывает на необходимость пересмотра традиционных моделей формирования планет.

В чём причина расхождений

Исследователи выделили две возможные версии:

• Ранняя стадия формирования. PDS 70b могла начать свое формирование ещё до того, как родительский диск обогатился углеродом.
• Влияние твердых материалов. Планета, кроме газа, могла захватывать твердые вещества, такие как лед и пыль. При их испарении химический состав изменялся, снижая долю углерода в атмосфере.

Что это значит для науки

Новые данные демонстрируют, что процесс формирования планет гораздо сложнее, чем считалось ранее. Возможность того, что планеты могут активно изменять свой химический состав, дополняя его за счет твердых веществ, открывает новые горизонты для изучения экзопланет.

Это исследование подчеркивает необходимость дальнейших наблюдений и пересмотра существующих теорий.

Уточнения

Плане́та (др.-греч. πλανήτης, альтернати́вная фо́рма др.-греч. πλάνης - "странник") — небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды или её остатков, достаточно массивное, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но недостаточно массивное для начала термоядерной реакции, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей^[a].