Ученые предположили, откуда произошли газовые планеты гиганты Сатурн и Юпитер

Новое теоретическое моделирование Алана Босса из института Карнеги обеспечивает подсказки к происхождению газовых гигантов в нашей солнечной системе.

Результаты исследования опубликованы в издании Astrophysical Journal.

На раннем этапе существования новые звезды окружены вращающимися газовыми дисками. Планеты вида газовые гиганты формируются как раз из таких дисков.

Наблюдения за молодыми звездами, у которых все еще есть газовые диски, показывают, что подобные солнцу звезды подвергаются периодическим вспышкам, которые длятся примерно 100 лет, передавая массу диска молодой звезде, увеличивая ее яркость. Считается, что эти короткие взрывы происходят в результаты крайней гравитационной нестабильности в газовом диске.

Существуют разные конкурирующие теории того, как формируются газовые гиганты на орбите прото-солнц. Каждая из них предполагает, что планеты формируются из медленно растущего льда и скальных ядер, сопровождаемых быстрым наращиванием газа из окружающего газового диска. Еще одна теория предполагает, что скопления плотного газа формируют спиральные ветви, увеличиваясь в массе и плотности, формируя газовый гигант за один шаг.

Босс разработал детализированные трехмерные модели, показывающие, что независимо от того, как формируются газовые гиганты, они должны суметь пережить периодические вспышки массообмена с газового диска на молодую звезду. Одна модель, похожая на нашу Солнечную систему, была стабильны свыше 1000 лет, в то время как другая, содержащая планеты, подобные Юпитеру и Сатурну, была стабильна свыше 3800 лет. Модели показали, что эти планеты могут избежать внутренней миграции и поглощения растущим прото-солнцем или удаления из системы в результате столкновения друг с другом.

«Однажды сформированные газовые гиганты трудно разрушить», сказал Босс. „Даже во время энергетических вспышек, которые наблюдаются у молодых звезд“.

Учитывая, что поиски экстрасолярных газовых гигантов показали их наличие на орбите 20% подобных солнцу звезд, результат моделирования подтверждается. Исследование предполагает, что теоретическое понимание газовых гигантов развивается по верному пути.

06.03.2013