Ученые объяснили, как формируются "суперземли"

Команда российских ученых из Южного федерального университета (ЮФУ), Института астрономии РАН (ИНАСАН) и Новосибирского государственного университета (НГУ) проанализировала раннюю эволюцию молодых звезд и выяснили, как формируются планеты на ранних стадиях. Это поможет изучать процессы, происходящие при формировании экзопланет, что позволит лучше понять структуру и строение космических тел, находящихся в том числе и в Солнечной системе. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Препринт статьи опубликован на портале ArXiv.org.

Вопрос формирования планет волнует ученых очень давно. Достоверно известно, что на начальном этапе вокруг молодой звезды образуется протопланетный диск – скопление космической пыли и газа. Дальнейшие процессы, предшествующие формированию небесного тела, до сих пор вызывают споры. Одни считают, что крошечные частицы пыли соединяются в крупные объекты. Если такой объект притянет к себе много газа, он превращается в газовый гигант, как Юпитер, а если нет – в каменистую планету, как Земля. Однако это медленный процесс и есть вероятность, что газ рассеется еще до формирования газового гиганта. Другие утверждают, что газовые гиганты формируют внезапные коллапсы в наиболее плотных и холодных областях протопланетного диска. Этот процесс в миниатюре копирует процесс формирование звезд. Сегодня наиболее привлекательной считается первая теория, которая, тем не менее, не способна объяснить все разнообразие наблюдаемых экзопланет – планет вне Солнечной системы. Поэтому перспективным становится поиск новых сценариев, включающих в себя элементы обеих теорий.

Научные сотрудники ЮФУ, ИНАСАН и НГУ проанализировали эволюцию молодых звезд. Ранее считалось, что рост пыли идет медленно и формирование планет начинается в дисках возрастом около миллиона лет. Ученые показали, что эти процессы начинаются намного раньше, почти одновременно с образованием диска и самой звезды.

Чтобы проследить процесс роста пыли и формирования планеты на ранних стадиях развития, ученые использовали метод гидродинамического моделирования. Он предполагает, что околозвездные газ и пыль можно рассматривать как сжимаемую жидкость и применить к ее описанию стандартные уравнения гидродинамики (наука о движении жидкости). Моделирование позволило ученым выяснить, что пыль, сравнимая по размеру с бактериями, может в результате слипания превратиться в метровый валун на самых ранних стадиях эволюции диска, уже по прошествии ста тысяч лет после образования звезды. Валуны, общая масса которых превышает земную в несколько сотен раз, дрейфуют по направлению к звезде, что облегчает процесс образования небесных тел на небольшом расстоянии от звезды. Именно в этих областях космический телескоп «Кеплер» обнаружил многочисленные планеты, получившие название «суперземель» из-за их массы, превышающей массу Земли в несколько раз.

К 1 июня 2018 года достоверно подтверждено существование 3786 экзопланет. Изучение этих объектов является одной из самых перспективных задач современной астрономии и астрофизики. И это связано не только с поиском планет, находящихся в зоне обитаемости (пространстве вокруг звезды, внутри которого возможно существование жидкой воды на поверхности небесных тел). Изучение процессов, происходящих при формировании экзопланет, также помогает ученым лучше понять структуру и строение космических тел, находящихся в том числе и в Солнечной системе.

Источник

Каким будет музыкальный рынок через 10 лет