Механизм образования наклонных и ретроградных орбит в экзопланетных системах
 Один из протопланетных дисков в туманности Ориона (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Планеты Солнечной системы обращаются в направлении вращения Солнца по близким к круговым орбитам, которые более менее лежат в одной плоскости не сильно наклоненной по отношению к солнечному экватору. Однако планетные системы у других звезд могут значительно отличаться от нашей, некоторые миры могут двигаться по орбитам в противоположном направлении по отношению к вращению их звезды, а их орбиты могут быть сильно наклонены. Впервые команда астрономов считает, что имеет убедительное объяснение столь радикальным отличиям систем.
Полагалось, что форма орбит и направления движения планет Солнечной системы полностью результат формирования Солнца и планет более 4,6 млрд лет назад. Наша планетная система сформировалась из газопылевого облака, коллапсировавшего во вращающийся диск под влиянием гравитации. Планеты сформировались из сгустков вещества в пределах этого протопланетного диска.
Новая работа предполагает, что странные орбиты – результат менее спокойных процессов. Ученые считают, что если протопланетный диск пройдет сквозь другое облако, то он заберет у него вещество массой до 30 масс Юпитера. Вновь добавленные объемы газа и пыли наклоняют диск, таков механизм образования наклона орбит. Предполагается, что большинство планетных систем формируются в скоплениях звезд, где составляющие их звезды расположены достаточно близко друг к другу, поэтому подобные столкновения могу быть очень распространены.
Участник группы доктор Инго Тиз [Ingo Thies, Боннский университет], провел компьютерное моделирование для проверки новой идеи. Он обнаружил, что предполагаемый сценарий может вести не только к наклону, но даже к обороту направления вращения диска по отношению к материнской звезде. Кроме того, столкновение сжимает внутренние области диска, что вероятно ускоряет процесс планетообразования.
В данном случае моделирование показало, что формирующиеся планеты впоследствии будут обращаться по высоконаклонным или даже ретроградным орбитам. В некоторых случаях орбиты планет могут быть [сильно] наклонены друг по отношению к другу, что делает систему крайне нестабильной. Одна за другой менее массивные планеты будут полностью выброшены, оставив позади [в системе] небольшое число «горячих Юпитеров» - массивных миров, двигающихся по близкорасположенным к своим звездам орбитам.
В менее экстремальных случаях диск может лишь вобрать небольшое количество дополнительного газа, пыли и изменить наклон на небольшой угол. Возможно, это то, что случилось с Солнечной системой, в которой среднее взвешенное значения наклона орбит планет к солнечному экватору составляет около 7°.
Также по теме:
Источники: