Атмосфера молодой планеты бросила вызов привычным теориям о космосе

В астрономии настаёт эпоха смены парадигм. Современные телескопы, инструменты и технологии искусственного интеллекта позволяют исследовать космические тайны глубже, чем когда-либо.

Фото: ESO by A. Müller et al, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Родительский диск PDS 70 с новой планетой PDS 70b

Новейшее открытие изменяет представления о формировании планет: оказалось, что атмосфера молодой экзопланеты PDS 70b не соответствует газам её родного диска.

Как формируются планеты?

Согласно классической "туманной" гипотезе, звёздные системы рождаются из облаков газа и пыли, которые, сжимаясь под воздействием гравитации, образуют звезду. Остатки материала превращаются в протопланетный диск, где формируются планеты. Логично предположить, что их состав должен совпадать с составом диска. Но недавние наблюдения доказывают обратное.

Неожиданное несоответствие

Группа учёных во главе с Чих-Чуном "Дино" Хсу из Центра междисциплинарных исследований (CIERA) Северо-Западного университета проанализировала атмосферу PDS 70b. Используя прибор Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC), они измерили спектры планеты, которая формируется в звёздной системе на расстоянии 366 световых лет от Земли.

"Мы впервые смогли измерить состав планеты и сравнить его с составом диска," — отметил профессор физики и астрономии Джейсон Ван.

Результаты исследования

Изучение спектров показало наличие воды и угарного газа в атмосфере планеты. Но когда учёные сопоставили соотношение углерода и кислорода в атмосфере с газами диска, они обнаружили значительные различия.

"Мы ожидали совпадения, но углерода в атмосфере оказалось меньше, чем в диске," — рассказал Хсу.

Две версии аномалии

Исследователи предполагают два объяснения:

• Планета сформировалась до того, как диск обогатился углеродом.
• Планета активно поглощала твёрдые материалы (лёд и пыль), которые повлияли на состав её атмосферы.

"Теперь понятно, что наши представления о формировании планет были слишком упрощёнными", — подчёркивает Хсу.

Что дальше?

Команда планирует изучить соседнюю планету PDS 70c, чтобы лучше понять историю формирования системы.

Уточнения

Атмосфе́ра (от др.-греч. ἀτμός — «пар» и σφαῖρα — «сфера») — газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией.

Косми́ческое простра́нство ко́смос (др.-греч. κόσμος — «упорядоченность», «порядок») — относительно пустые участки Вселенной, которые лежат вне границ атмосфер небесных тел.