Астрономы обнаружили «перевернутую» систему планет, которая противоречит устоявшимся теориям

Нарушение космического порядка: что не так со звездой LHS 1903

Недавнее открытие в области астрофизики ставит под сомнение десятилетиями устоявшиеся представления о том, как формируются планетарные системы. Международная группа ученых обнаружила у красного карлика LHS 1903, расположенного примерно в 116 световых годах от Земли, систему из четырех планет с архитектурой, которую астрономы окрестили «перевернутой наизнанку» или «вывернутой». Это расположение, зафиксированное в исследовании, опубликованном в журнале Science, бросает вызов базовым моделям, которые долгое время основывались на нашем Солнечном доме. Как известно, в нашей системе ближе к Солнцу находятся небольшие, плотные, каменистые планеты, а дальше — массивные газовые гиганты. Система LHS 1903, напротив, демонстрирует чередование типов планет, что заставляет пересматривать сам процесс их зарождения.

Неожиданная архитектура: от камня к газу и обратно

Первоначальные наблюдения за звездой LHS 1903, которая представляет собой холодный и тусклый красный карлик, выявили три планеты. Ближайшая к светилу планета оказалась каменистой, за ней следовали два газовых мира, что выглядело вполне ожидаемо и соответствовало общепринятой теории. Однако благодаря данным, полученным с европейского космического телескопа CHEOPS (ЕКА), предназначенного для детального изучения экзопланет, была обнаружена и четвертая, самая удаленная планета. И вот тут-то и возникла сенсация: эта внешняя планета, получившая обозначение LHS 1903 e, также оказалась каменистой, похожей по плотности на «суперземлю». Таким образом, вся система выстроилась по схеме: каменистая – газовая – газовая – каменистая. По словам ведущего автора исследования, Томаса Уилсона из Университета Уорика, такая структура, где твердое тело находится за газовыми гигантами, ранее считалась практически невозможной в рамках стандартных моделей.

Почему это так странно: дефицит газа и эволюция диска

Классическая теория формирования планет объясняет нашу Солнечную систему так: вблизи звезды слишком высока температура, и легкие газы (водород и гелий) просто не могут конденсироваться, поэтому там образуются только плотные ядра из тяжелых элементов. На отдаленных орбитах, за так называемой «снежной линией», где холоднее, газ и лед сохраняются в достаточном количестве, позволяя формироваться огромным газовым мирам. Система LHS 1903 грубо нарушает эту логику, представляя каменистую планету там, где по всем расчетам должен был быть газовый гигант.

Ученые рассмотрели несколько возможных объяснений, включая миграцию планет или потерю атмосферы в результате столкновений, но эти версии были признаны маловероятными. Наиболее убедительной выглядит гипотеза «последовательного формирования», или «обеднения газом». Согласно этой модели, планеты рождались не одновременно, а одна за другой из протопланетного диска. По мере того как формировались ближние планеты (включая газовые), они, вероятно, «выметали» или потребляли газ из своего окружения. К тому моменту, когда пришла очередь формироваться четвертому, самому внешнему миру, в этой области диска уже просто не осталось достаточного количества газа для создания газового гиганта. В результате, несмотря на удаленность от звезды, четвертая планета набрала только твердое вещество, оставшись каменистой. «Если наше предположение верно, это первый случай наблюдения формирования планеты в обедненной газом среде», — цитируют слова доктора Уилсона исследователи.

Значение открытия для планетарной науки

Открытие системы LHS 1903 является важным шагом в понимании того, что наша Солнечная система — это, возможно, далеко не универсальный шаблон для всей галактики. В последнее время астрономы обнаруживают все больше разнообразных миров — суперземли, мини-нептуны, горячие юпитеры — которые не имеют аналогов в нашем ближайшем окружении. Эта находка доказывает, что конечная архитектура и состав планет зависят не только от их расстояния до родительской звезды, но и от сложной, возможно, нестабильной, временной последовательности процессов в протопланетном диске.

Наблюдения за такими «аномальными» системами, как LHS 1903, служат естественной лабораторией, позволяющей астрономам отточить и расширить теории планетообразования. Использование современных инструментов, таких как CHEOPS, и будущие исследования этого и подобных ему миров, несомненно, внесут ясность в то, как именно рождаются и развиваются системы планет в Млечном Пути.