Планету Земля признали потенциальной бродягой

«Неправильные» планетные системы, в которых планеты обращаются по сильно наклонным или ретроградным орбитам, могут быть обыденным явлением в космосе.

«Неправильные» планетные системы, в которых планеты обращаются по сильно наклонным или ретроградным орбитам, могут быть обыденным явлением в космосе. При этом планеты, похожие на Землю, должны, с высокой вероятностью, выбрасываться из таких систем и превращаться в «бродяг». Такие выводы группа астрономов представила в статье, принятой к публикации в журнал Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Препринт работы можно найти здесь, а коротко исследование описано в пресс-релизе Королевского астрономического общества.

В недавнем прошлом, когда у ученых не было достаточно мощных приборов для изучения отдаленных планетных систем, единственным пригодным для исследования объектом была Солнечная система, в которой все планеты обращаются в одном направлении, а их орбиты очень мало наклонены по отношению к экваториальной плоскости Солнца. Однако по мере того, как астрономы научились находить иные планетные системы, накопилась статистика, свидетельствующая, что многие системы устроены иначе — нередко планеты обращаются под заметным углом к экваториальной плоскости своих светил или даже в обратную сторону по отношению к направлению вращения звезды (такой способ движения называется ретроградным).

Считалось, что «неправильные» планетные системы должны формироваться относительно редко — существующие модели планетообразования предполагают, что планеты и звезды формируются из одного облака пыли и газа, поэтому направления их вращения совпадают. Авторы новой работы создали компьютерную модель образования светил и планет вокруг них в звездных скоплениях — именно в таких условиях чаще всего и формируются новые светила. На ранних стадиях эволюции будущих планетных системах (то есть на стадиях более или менее плотных скоплений газа) они часто сталкиваются с «зачатками» соседних систем. Ученые показали, что при таких столкновениях из систем может выбрасываться большое количества вещества — его масса может достигать 30 масс Юпитера.

Кроме того, столкновение двух газовых облаков изменяет направление вращения материи в них, а, значит, и орбиты будущих планет. В результате возникают очень нестабильные системы, в которых планеты часто сталкиваются друг с другом. Наиболее легкие или удаленные от звезды планеты при этом могут выбрасываться из системы. Согласно проведенным расчетам, со временем в таких системах остаются преимущественно «горячие Юпитеры» — обращающиеся очень близко от светила планеты, размер которых сравним с размером газового гиганта Солнечной системы.

Когда при столкновениях взаимовлияние двух облаков оказывается невелико, планеты в образующихся системах оказываются на относительно слабо наклонных орбитах. Примером такой системы как раз и является Солнечная система.

Здесь можно прочитать, как астрономы обнаружили первые две обращающиеся задом наперед планеты, и объяснения, почему это было трудно сделать раньше.