Сегодня не новость, что космический телескоп от НАСА Кеплер уже накопил большое количество данных о вне солнечных планетах. На прошлой неделе, на первой кеплеровской научной конференции в Еймскому исследовательском центре НАСА, ученые из миссии объявили, что телескоп определил 2,326 кандидатов в планеты, примерно вдвое увеличив их количество с февраля этого года.
Но что так озадачило наблюдателей и теоретиков, высокая доля планет - примерно от трети до половины - больше Земли, но меньше Нептун. Эти «сверхземли» теперь считаются новым видом планет, а также могут оказаться самыми многочисленными среди всех планет. Именно их существование нарушает обычные модели об образовании планет и более того, большинство из них находятся на плотных орбитах вокруг своей горячей звезды, где, как говорят ученые-теоретики, их точно не должно быть.
«Это вызывает определенные вопросы», говорит Дуглас Лин из Института Кавли по астрономии и астрофизики в Пекинском университете, Китай.
Предыдущие модели образования планет руководствовались на примере нашей Солнечной системы (с ее четким разграничением на малые и большие планеты) и основывались на понятии «аккреции (нарастание) ядра». Пыль, которая вращается вокруг звезды в протопланетном диске, агрегирует в маленькие планетезимали из скалистых пород и льда, которые ударяются и приклеиваются друг к другу. Внутренняя часть диска содержала слишком маленький материал для того чтобы, эти ядра вырастали намного больше Земли. Однако чем дальше, они могут достигать массы в десять и более раз за Землю - достаточно большие, чтобы привлечь значительный объем газа и стать подобными Юпитеру.
Начало расположения планет размером с Юпитер начался в 1995 году. Эти планеты имели короткие орбиты размером с несколько наших земных дней, что противоречило моделям. Теоретики пересмотрели таким образом свои модели, позволив этим «горячий Юпитер» образовываться на значительном расстоянии от своих звезд, а затем мигрировать к ним. До сих пор эти модели предполагали, что все, что достигнет размера сверхземли, должно либо стать газовым гигантом или быть поглощенным собственной звездой, оставив «планетную пустыню» на своем месте. Находка Кеплеровського телескопа разрушила эти догадки. «Это тропические вечнозеленые леса, а не пустыня», шутит Эндрю Говард - астроном из Университета Калифорния, Барклей.
Кеплер измеряет размер планеты, фиксируя сколько света она ограничивает, проходя впереди своей звезды. Для небольшого количества надземель, определенных Кеплером, с помощью наземных наблюдений также определяется масса, отслеживая колебания звезды, вызываемого гравитацией планеты. И некоторые из этих надземель, кажется, имеют очень низкую плотность, говоря о том, что они должны содержать маленькое ядро, окруженное большим облаком газа.
Кеплеровський астроном Джек Лиссер с Еймського центра считает, что они начинают образовываться как маленькие ядра во внешних областях своих солнечных систем, собирая вокруг себя большое количество газа без достижения точки стремительного роста, что ведет к образованию настоящих газовых гигантов. Он говорит, что без гравитации гиганта для удержания газа, такая планета должна иметь огромную атмосферу с низкой плотностью, но все еще могла бы вырастать до размеров сверхземли благодаря процессам охлаждения, сжимающей атмосферу, позволяя большему количеству газа накопиться в ней.
Но этот сценарий не может объяснить меньшие и более плотные сверхземли. Несколько таких планет уже были найдены и Кеплер начал достигать необходимой точки чувствительности для обнаружения их местонахождения. «Это только вершина айсберга», говорит Грег Лафлин - астроном из Университета Калифорния, Санта-Крус.
Ни одна из существующих теорий не может объяснить как близко может находиться над землей к своей звезде. Лиссер говорит, что проблема в той части модели, что касается миграции. Но астрофизик Норм Маррей проверяет другие способы образования надземель. Вместо процессов нарастания и миграции по направлению к собственной звезды, его модель предполагает сначала миграцию скалистых планетезималей, а тогда уже их нарастания. При любых обстоятельствах, Лафлин говорит, что теоретики, вероятно, найдут способ объяснения данных результатов наблюдений.
Источник