Огромна, сравнително млада планета, намираща се на около 300 светлинни години от Земята е предоставила на астрофизиците редкия шанс да надзърнат в процесите на еволюцията на планетите.
Планетата, известна като HD 106906b, е била открита през 2014 година от екип учени от САЩ, Холандия и Италия. Масата й е 11 пъти по-голяма от тази на Юпитер и спрямо космическите стандарти е изключително млада планета – на не повече от 13 милиона години. За сравнение – нашата Слънчева система е на цели 4.6 милиарда години.
„Това е една много млада звезда. Успяхме да я заснемем съвсем скоро, след като е сформирала планетарната си система. Да успеем да станем свидетели на финалния етап на формирането на една планета се случва изключително рядко“, споделя Смадар Наоз, асистент-професор по физика и астрономия в UCLA, както и съавтор на проучването.
Една от другите необикновени характеристики на планетата е разстоянието, на което се намира от звездата си. Астрономите вярват, че по-голямата част от планетите, които се намират извън нашата Слънчева система, съществуват във вътрешността на диск, оформен от космически отломки и пълен с космически прах, който се намира сравнително близо до центъра на слънчевите им системи.
Но HD 106906b се намира далече извън диска на своята слънчева система – толкова далече, че би й отнело 1,500 години, за да обиколи в орбита своята звезда. HD 106906b понастоящем се намира на поне 650 пъти по-голямо разстояние от звездата си, отколкото е разстоянието между Земята и Слънцето.
„Сегашните ни теории относно формирането на планетите не са приложими за планета, която се намира извън диска си с космически отломки“, казва Наоз.
Водещият учен в проучването е Ерика Несволд – докторант в Carnegie Institution for Science, а Наоз е неин ментор.
Тя е създала софтуер, наречен Superparticle-Method Algorithm for Collisions in Kuiper belts and debris disks, още известен като SMACK, който е позволил на учените да създадат макет на орбиталния път на планетата – една наистина критична стъпка, защото HD 106906b се движи в орбитата си толкова бавно, че учените едва забелязват движението й.
Проучването, публикувано онлайн в сп. Astrophysical Journal Letters, сочи, че планетата се е формирала извън диска, което е видно днес и противоречи на схващането, че се е формирала във вътрешността на диска с отломки и едва след това е била изтласкана далеч от него.
Наоз споделя, че заключението от това проучване помага да се обясни и формата на диска от отломки. „Той функционира перфектно“, казва тя. Орбитата на планетата е еклиптична, тя достига много по-близо до звездата от едната страна на орбиталния си път, отколкото от другата. И гравитацията й произвежда еклиптична форма в диска. Едната страна на диска е по-близо до звездата, отколкото другата му страна, а в резултат на това звездният прах от тази страна е по-топъл и излъчва по-ярка светлина.
Дискът с отломки е бил фотографиран през 2016 година от американски и европейски астрономи. Според Наоз, дискът се явява аналог на Куйперовия колан в нашата Слънчева система – огромен клъстер от малки космически тела като комети и малки планети, които се намират отвъд Нептун.
Учените все още не знаят дали има още планети в диска, но с помощта на софтуера, разработен от Несволд, те са успели да пресъздадат формата на диска без да се налага добавянето на други планети в модела, както някои астрономи се смятали, че е щяло да бъде необходимо.
Дисковете с отломки се състоят от газ, прах и лед, и играят ключова роля за формирането на планетите. Обикновено, казва Наоз, планетите се формират след разпадането на облак от газ, като тригера за това е собствената му гравитация и се формира диск,в който пък се формират планетите, както и тяхната звезда. Докато газът бавно се изпарява, звездния прах и отломките се въртят и сблъскват около младата звезда, докато гравитацията не ги изтласка надалеч.
„В нашата Слънчева система еволюцията е протичала милиарди години наред“, казва Майкъл Фицджералд, професор по физика и астрономия в UCLA, който е и съавтор на проучването. „В момента наблюдаваме тази млада система преди да са започнали динамичните промени в нея.“
Наоз казва, че не се изисква заключенията на учените да бъдат обяснени от някакви екзотични физични закони или пък от скрити планети, защото не винаги това е необходимо, за да може да бъде изследвана дадена слънчева система.
„Не съществуват никакви предположения, това е чиста физика“, казва тя.
Проучването на Наоз е било финансирано от фондацията Alfred P. Sloan Foundation. Несволд пък е била подкрепена от Carnegie Department of Terrestrial Magnetism.
