Астрономите отдавна вярват, че планетарните системи следват познат модел. Малките скалисти планети остават близо до своята звезда, докато големите газови планети орбитират много по-далеч. Нашата Слънчева система се вписва перфектно в този модел.
Въпреки това, новоизследвана система около червеното джудже LHS 1903 преобръща тази досега ясна картина с главата надолу. Авторите на изследването съобщават за откритието на скалиста планета, която се движи в орбита в крайните части на тази система, точно там, където учените биха очаквали да намерят свят, богат на газ.
Изненадата принуждава астрономите да преосмислят кога и как могат да се образуват скалисти планети и дали в учебниковия модел за образуването на планети не липсва важна част от историята.
„Наблюдаваме този модел – скалисти планети отвътре, газообразни отвън – в стотици планетни системи. Но сега откриването на скалиста планета във външната част на една система ни принуждава да преосмислим времето и условията, при които могат да се формират скалисти планети“, казва Райън Клутие, един от авторите на изследването и професор по физика и астрономия в Университета „Макмастър“.
Картографиране на една на пръв поглед обикновена система
Изследователите се фокусират върху LHS 1903 – малка и слабо светеща червена звезда джудже, значително по-студена от нашето Слънце. Червените джуджета са често срещани в нашата галактика и тъй като са по-малки, планетите, които ги обикалят, се откриват по-лесно.
Използвайки комбинация от наземни телескопи и космически обсерватории, екипът първоначално идентифицира три планети, орбитиращи около LHS 1903. Разположението им изглежда обичайно. Една скалиста планета близо до звездата, последвана от две богати на газ планети, подобни на мини-Нептуни, по-далеч. Това напълно съответства на широко приетата теория за образуването на планетите.
Тази теория гласи, че планетите се раждат във въртящ се диск от газ и прах, обграждащ млада звезда, наречен протопланетарен диск. Близо до звездата интензивната топлина и радиация отнемат леките газове като водород и хелий.
Всяка планета, която се формира там, има тенденция да губи гъстата си атмосфера, оставяйки след себе си плътно, скалисто тяло. По-далеч, където е по-хладно, планетите могат да задържат газ и да се превърнат в големи, пухкави светове.
След като в продължение на години внимателно изучава трите известни планети, екипът получава нови наблюдения от спътника CHEOPS на Европейската космическа агенция. CHEOPS е проектиран да измерва размерите на екзопланетите с висока прецизност.
Новите данни разкриват четвърта планета, наречена „LHS 1903 e“, която се движи в най-отдалечената орбита от звездата (LHS 1903). Когато изследователите изчисляват нейния размер и маса, откриват нещо неочаквано.
Външният свят, който наруши модела
Най-външната планета изглежда по-скоро скалиста, отколкото газообразна. С други думи, тя не притежава гъстата атмосфера, която учените биха очаквали на такова разстояние.
„Забележително е да видим скалист свят, който се формира в среда, която не би трябвало да благоприятства такъв резултат. Това поставя под въпрос предположенията, заложени в нашите настоящи модели“, казва Клутие.
Екипът проучва няколко възможни обяснения. Възможно ли е гигантско сблъскване да е унищожило атмосферата ѝ? Компютърни симулации показват, че това е малко вероятно. Възможно ли е планетите да са си разменили местата с течение на времето поради гравитационни взаимодействия? Подробни орбитални анализи отхвърлят и тази възможност.
Най-убедителните доказателства сочат към различен процес на формиране, известен като формиране на планети отвътре навън. Вместо всички планети да се формират приблизително по едно и също време, този модел предполага, че планетите се формират една след друга.
С формирането на всяка планета се променя средата в диска. С течение на времето дискът може да загуби голяма част от газа си. Ако „LHS 1903 e“ се е формирала по-късно – след като по-голямата част от газа вече е била изразходвана или издухана – тя би останала основно с твърдо вещество. Това би могло да обясни защо е станала скалиста, въпреки че се намира далеч от звездата.
Откритието повдига важни въпроси. Ако една система може да наруши обичайния модел, колко други биха могли да направят същото? То също така подчертава ограниченията на настоящите модели за образуване на планети. Макар че те обясняват добре много системи, те може да не отразяват напълно как еволюиращите дискове и разликите във времето оформят крайните типове планети.
Изследователите планират да продължат да изучават LHS 1903 по-подробно и да търсят сравними системи, които да тестват идеята за образуване отвътре навън.
Изследването е публикувано в списание Science.
Източник: InterestingEngineering
