Необычная планетарная система ставит под сомнение традиционные представления о формировании планет

Астрономы долгое время считали, что солнечные системы следуют простому закономерному шаблону, аналогичному нашей: небольшие каменистые планеты вращаются близко к звезде, в то время как крупные газовые гиганты находятся на более удаленных орбитах. Эта концепция стала доминирующей в астрономии на протяжении многих десятилетий, основанной на наблюдениях далеких экзопланетарных систем, которые в целом подтверждали идею о том, что каменистые планеты формируются вблизи своих звезд, а газовые гиганты — на расстоянии, где условия более холодные.

Однако новое исследование звёздной системы может опровергнуть эту устоявшуюся парадигму. С помощью спутника Европейского космического агентства CHaracterising ExOPlanet Satellite (Cheops) ученые обнаружили странную планетарную систему «внутри-наружу», вращающуюся вокруг звезды LHS 1903. Эта звезда является малой, холодной красной карликовой звездой, излучающей свет гораздо слабее, чем Солнце.

Команда под руководством Томаса Уилсона из Университета Уорвика объединила данные нескольких телескопов на Земле и в космосе для изучения планет, вращающихся вокруг LHS 1903. Изначально они идентифицировали три планеты: каменистую, находящуюся ближе всего к звезде, и за ней две газовые планеты, что выглядело вполне типично. Однако шок оказался в том, что при более детальном анализе данных Cheops команда обнаружила четвёртую планету, вращающуюся на самом дальнем расстоянии от звезды, и также показавшую каменистую природу.

Это открытие ставит LHS 1903 в позицию «внутри-наружу», где порядок планет оказывается каменистый-газовый-газовый-и снова каменистый. По словам Уилсона, такие каменистые планеты обычно не образуются на таком значительном расстоянии от своей звезды. Современные теории предполагают, что интенсивное излучение вблизи звезды вымывает газ и оставляет мелкие каменистые планеты, в то время как на больших расстояниях более холодные условия способствуют накоплению газа, формируя плотные атмосферы крупных планет.

Максимилиан Гюнтер, научный сотрудник проекта Cheops в Европейском космическом агентстве, подчеркивает, что это открытие подчеркивает, насколько много остается неизвестным в области формирования планет. По его мнению, нахождение таких доказательств, как это, является основной целью работы Cheops.

Ученые призывают к осторожности в пересмотре устоявшихся теорий лишь на основе одного примера. Они рассматривали альтернативные объяснения, включая возможность того, что внешняя планета когда-то имела атмосферу, разрушенную в результате мощного удара, или что планеты со временем поменялись орбитами. Однако их симуляции опровергли эти сценарии. Напротив, доказательства указывают на другой процесс: возможно, планеты не образовались одновременно.

В большинстве моделей планеты формируются из диска газа и пыли, окружающего молодую звезду. В случае LHS 1903 исследователи предполагают, что звезда могла последовательно производить свои планеты. Эта идея, известная как «внутри-наружу» формирование планет, была предложена около десятилетия назад, но до настоящего времени не имела достаточно сильных наблюдательных подтверждений.

«К моменту формирования этой внешней планеты система могла уже исчерпать газ, который считается необходимым для формирования планет. Но вот, перед нами маленький каменистый мир, противоречащий всем ожиданиям, — говорит Уилсон. — Похоже, мы нашли первые доказательства планеты, которая образовалась в так называемой среде, лишенной газа».

Это открытие ставит более широкий вопрос: насколько представительной является наша собственная Солнечная система. Изабель Ребольидо, научный сотрудник ESA, считает, что исторически наши теории формирования планет основаны на том, что мы видим и знаем о нашей Солнечной системе. «Однако по мере того как мы открываем все больше различных экзопланетных систем, мы начинаем пересматривать эти теории», — отмечает она.

С развитием мощных телескопов астрономы открывают все более разнообразные и, порой, странные планетные системы. Каждое новое открытие добавляет новые детали в картину формирования планет и заставляет ученых переосмысливать, является ли привычный порядок, выученный школьниками, правилом или исключением. Эксперты уверены, что впереди нас ждёт множество удивительных открытий в области астрономии, которые могут изменить наши представления о процессе формирования и эволюции солнечных систем в целом.