Необычная планетарная система LHS 1903: вызов привычным представлениям о формировании планет

Астрономы долгое время считали, что солнечные системы следуют простому и понятному шаблону, аналогичному нашему: маленькие каменистые миры вращаются близко к звезде, в то время как большие газовые планеты находятся дальше. Это представление, казалось, подтверждалось наблюдениями далеких экзопланетных систем, в которых каменистые планеты образовывались вблизи звезд, а газовые гиганты – на отдаленных орбитах, где условия более прохладные.

Однако недавнее исследование звёздной системы LHS 1903 поставило под сомнение данное предположение. С использованием европейского спутника CHaracterising ExOPlanet Satellite (Cheops) учёные обнаружили необычную «внутреннюю наружную» планетарную систему, в которой каменистая планета находится далеко от звезды, что идет вразрез с существующими представлениями о формировании планет.

LHS 1903 – это маленькая, холодная красная звезда, которая светит гораздо слабее, чем наше Солнце. Команда, возглавляемая Томасом Уилсоном из Университета Уорика, объединила данные с нескольких телескопов на Земле и в космосе, чтобы изучить планеты, вращающиеся вокруг этой звезды. Вначале они идентифицировали три планеты: каменистую, ближайшую к звезде, и две газовые, что казалось совершенно обычным. Однако дальнейший анализ данных Cheops привел к обнаружению четвертой планеты, расположенной на самом дальнем расстоянии от звезды, которая также оказалась каменистой.

«Это делает систему ‘внутренней наружной’, с порядком планет: каменистая-газиная-газиная-и снова каменистая. Каменистые планеты обычно не формируются так далеко от своей звезды,» – отметил Уилсон. Текущие теории предполагают, что интенсивная радиация, исходящая от звезды, сдувает газ, оставляя лишь небольшие каменистые планеты, в то время как в более холодных внешних областях газа накапливается больше, формируя толстые атмосферы вокруг больших планет.

Максимилиан Гюнтер, научный сотрудник проекта Cheops в Европейском Космическом Агентстве, подчеркнул, что это открытие подчеркивает масштаб оставшихся нерешенных вопросов о формировании планет. «Многое о том, как планеты формируются и эволюционируют, все еще остается загадкой. Поиск улик, таких как эта, для решения этой задачи, и был именно той целью, которую преследовал Cheops».

Ученые осторожны в своих оценках, и отказываются делать выводы, основываясь на единственном примере. Команда исследовала альтернативные объяснения, включая возможность того, что удаленная планета когда-то имела атмосферу, которую сдуло в результате сильного удара, или что планеты поменялись местами со временем. Однако их симуляции опровергли эти сценарии.

Вместо этого, на основании собранных данных, ученые предполагают, что планеты могли образоваться поэтапно, а не одновременно. В большинстве моделей предполагается, что планеты формируются из диска газа и пыли вокруг молодой звезды. В случае LHS 1903 исследователи предполагают, что звезда могла произвести свои планеты последовательно. Эта концепция, известная как «внутренняя наружная» формирование планет, была предложена около десяти лет назад, но до сих пор не имела веских наблюдательных подтверждений.

«К моменту формирования этой удаленной планеты система могла уже исчерпать запасы газа, который считается критически важным для формирования планет. И вот здесь появляется маленький каменистый мир, который противоречит ожиданиям. Похоже, что мы нашли первые доказательства существования планеты, образовавшейся в так называемой газообедненной среде», – добавил Уилсон.

Это открытие ставит под сомнение представление о том, насколько наша Солнечная система действительно является типичной. «Исторически наши теории о формировании планет основаны на том, что мы видим и знаем о нашей Солнечной системе. По мере того как мы наблюдаем все больше различных экзопланетных систем, мы начинаем пересматривать эти теории,» – отметила Исабель Реболлидо, научный сотрудник ESA.

С развитием телескопов астрономы открывают множество разнообразных планетарных систем, многие из которых оказываются более странными, чем когда-либо предполагалось ранее. Каждое новое открытие добавляет детали в картину того, как могут формироваться планеты, и заставляет ученых пересмотреть, является ли аккуратный порядок, запомненный школьниками, правилом или исключением.

Таким образом, открытия, подобные наблюдениям за LHS 1903, могут кардинально изменить наше понимание формирования и эволюции планет в различных звездных системах, открывая новые горизонты для астрономических исследований.