Необычная звёздная система меняет представление о формировании планет

Астрономы долгое время считали, что звёздные системы следуют простому шаблону, аналогичному нашей: небольшие каменистые планеты обращаются близко к звезде, тогда как крупные газовые гиганты располагаются дальше. Данная модель оказывала влияние на наше понимание формирования планет и их распределения в различных системах на протяжении десятилетий. Однако недавние исследования одной звёздной системы могут перевернуть это представление.

Используя спутник Европейского космического агентства по характеризации экзопланет (Cheops), ученые обнаружили необычную звёздную систему вокруг звезды LHS 1903. Эта звезда является малой, холодной красной карликом и светит гораздо слабее, чем наше Солнце. Команда под руководством Томаса Уилсона из Университета Уорика проанализировала данные с нескольких телескопов и выявила три планеты: каменистую, находящуюся ближе всего к звезде, и две газовые, расположенные дальше. Всё это соответствовало ожидаемым моделям.

Однако, когда учёные более тщательно изучили данные Cheops, они обнаружили четвёртую планету, находящуюся на самом дальнем расстоянии от звезды. Напротив ожиданий, эта удалённая планета также оказалась каменистой. «Это создаёт систему с внутренним порядком: каменистая-гази́рующая-гази́рующая и снова каменистая. Каменистые планеты обычно не формируются так далеко от родной звезды», — отмечает Уилсон.

Современные теории по формированию планет предполагают, что интенсивное излучение рядом со звездой лишает газов, оставляя только небольшие каменистые планеты. На большем расстоянии, благодаря более прохладным условиям, газ накапливается, образуя толстые атмосферы вокруг крупных планет. Максимилиан Гюнтер, учёный проекта Cheops в Европейском космическом агентстве, подчеркивает, что эта находка открывает множество неизведанных горизонтов. «Многое о том, как формируются и развиваются планеты, все ещё остаётся загадкой. Найти подсказки к решению этой головоломки — именно то, для чего был запущен Cheops».

Учёные подходят к переосмыслению устоявшихся теорий с осторожностью, основываясь лишь на одном примере. Поэтому команда рассматривала альтернативные объяснения, включая возможность того, что внешняя планета могла когда-то обладать атмосферой, которую смыло в результате мощного удара, или что планеты поменялись орбитами со временем. Однако их симуляции опровергли эти сценарии. В итоге, данные указывают на другой процесс: планеты могли формироваться не одновременно.

В большинстве моделей планеты формируются из диска газа и пыли, окружающего молодую звезду. В случае LHS 1903 исследователи предлагают, что звезда могла производить свои планеты последовательно. Эта идея, известная как формирование планет «изнутри наружу», была предложена около десяти лет назад, но до сих пор не имела сильных наблюдательных данных в поддержку.

«К тому времени, когда сформировалась внешняя планета, система могла уже исчерпать запасы газа, что считается важным для формирования планет. Однако вот она — маленькая, каменистая планета, опровергающая ожидания. Кажется, мы нашли первое свидетельство планеты, которая сформировалась в среде с истощённым газом», — заключает Уилсон.

Это открытие поднимает более широкий вопрос о том, насколько наша Солнечная система действительно представительна среди множества наблюдаемых экзопланетных систем. Как отмечает Исабель Ребольидо, научный сотрудник ESA, «исторически наши теории о формировании планет основываются на том, что мы видим и знаем о нашей Солнечной системе. С появлением новых экзопланетных систем мы начинаем пересматривать эти теории».

По мере совершенствования телескопов астрономы открывают всё более разнообразные планетные системы, многие из которых страннее, чем когда-либо предполагали. Каждое новое открытие обогащает наше представление о том, как могут формироваться планеты, и заставляет учёных пересмотреть представления о том, является ли упорядоченная структура, запомненная школьниками, правилом или исключением. Это обеспечивает обновленное понимание сложности и разнообразия космоса, требуя от ученых пересмотр основных принципов астрономии на фоне новых данных.