Незважаючи на те, що протопланетні диски спостерігалися у відносній близькості до Землі, в них як і раніше надзвичайно складно виявити планети, які народжуються всередині.
Нова модель, яка розглядає молоді планетні системи, пропонує рішення головоломки, яка спантеличувала астрономів з тих пір, як були відкриті тисячі екзопланет.
Іншими словами, спостерігаються деталі у багатьох планетних систем на ранніх етапах їх формування, схоже, не відповідають типу екзопланет, що складають основну частину планетарної популяції в Чумацькому Шляху.
Щоб знайти відповідь, астрономи звернули свій погляд на протопланетні диски, в яких в даний час формуються нові планети.
протопланетні диски
Протопланетний диск утворюється, коли величезна хмара міжзоряного газу і пилу конденсується під дією гравітації. У його центрі сяє молода зірка, віком всього лише кілька мільйонів років. Навколо юного світила обертаються мікроскопічні частинки пилу, які злипаються в більші піщинки, піщинки об'єднуються, утворюючи булижники, і так далі, поки не сформується планета. В результаті з'являється планетарна система, схожа на Сонячну систему.
«Ці диски дуже недовговічні. Згодом матеріал розсіюється, але ми точно не знаємо, як це відбувається. Поки ми бачимо диски навколо зірок, яким мільйон років, але не бачимо їх навколо зірок, які старше 10 мільйонів років », - додав Робін Донг.
У найбільш ймовірний сценарій велика частина матеріалу диска падає на зірку, деяка кількість здувається зоряним випромінюванням, а інша частина переходить в планети.
Незважаючи на те, що протопланетні диски спостерігалися у відносній близькості до Землі, в них як і раніше надзвичайно складно виявити планети, які народжуються всередині. На даний момент дослідники покладаються на такі деталі в дисках, як прогалини і кільця, які вказують на можливу наявність екзопланети.
«Серед усіх розривів в HL Тельця і TW Гідри, виявлених ALMA, дві пари розташовані надзвичайно близько один до одного. У стандартній моделі планети не можуть залишатися на настільки близьких орбітах протягом довгого часу, тому сценарій з двома екзопланетами малоймовірний », - пояснив Шенгтай Лі.
Нова модель
Попередні симуляції могли пояснити широкі окремі прогалини, які свідчать про те, що великі планети розчищають свою орбіту, але їм не вдалося пояснити більш складні особливості, виявлені ALMA.
У моделі, створеної Робіном Донг і його колегами, змінені і підібрані вхідні параметри (знижена в'язкість протопланетного диска і додана пил), що впливають на еволюцію диска, для того, щоб зіставити симуляцію зі спостереженнями ALMA. Більшість попередніх симуляцій були засновані на більш високій в'язкості протопланетного диска і враховували тільки газоподібний компонент системи.
«В'язкість в протопланетних дисках може бути викликана турбулентністю і іншими фізичними ефектами. Це загадковий параметр. Ми знаємо, що вона є, але ми не знаємо її походження або того, наскільки велике її вплив. Ми вважаємо наші поправки розумними, з огляду на те, що вони призводять до результату, що спостерігається на небі. До того ж, наша симуляція показала відсутність необхідності в газових гігантах розміром з Юпітер або більше його. Однією суперземлі виявилося досить для створення безлічі кілець і прогалин в протопланетному диску », - уклав Робін Донг.