Ученые объяснили «задержку в росте» при формировании Юпитера
AstroNews.ru - 28 Августа 2018 05:46:26
Юпитер, планета диаметром 143000 километров, является крупнейшей планетой Солнечной системы и имеет массу порядка 300 масс нашей планеты. Механизм формирования планет, подобных Юпитеру, продолжает оставаться одним из наиболее горячо обсуждаемых научных вопросов в течение нескольких десятилетий. В новом исследовании астрофизики из Швейцарского национального центра компетенций в области научных исследований (NCCR) объединили силы с коллегами из других научных организаций для объяснения ряда вопросов, связанных с механизмом формирования Юпитера.
«Мы можем показать, что рост Юпитера проходил в несколько этапов», - объясняет Юлия Вентурини (Julia Venturini), исследователь-постдок из Цюрихского унивесритета.
Согласно Яну Альберту (Yann Alibert), главному автору этого исследования, сначала формируется «эмбрион» гигантской планеты в результате аккреции небольших камней размерами в несколько сантиметров. Этот процесс протекает довольно быстро, и в течение примерно одного миллиона лет происходит образование ядра планеты. Затем, на протяжении последующих двух миллионов лет, происходит более медленная аккреция относительно крупных камней, называемых планетезималями. Планетезимали имеют размеры порядка нескольких километров. Они бомбардируют растущую планету, обладая большой энергией, и в результате такой бомбардировки выделяется тепло.
«На первом этапе небольшие камни позволяют планете «набрать массу», - объясняет Альберт. – На втором этапе планетезимали также помогают набрать некоторую дополнительную массу, но в основном они являются поставщиками энергии».
По прошествии трех миллионов лет Юпитер вырастает до массы в 50 масс Земли. Тогда начинается третий этап формирования, характеризующийся стремительной аккрецией газа, в результате которой образуется гигант с массой в 300 масс Земли, который мы наблюдаем сегодня, пояснил Альберт.
Так называемую «задержку в росте» Юпитера, состоящую в том, что молодая планета находится в диапазоне масс от 15 до 50 масс Земли гораздо дольше, чем считалось ранее, Альберт и его соавторы объяснили столкновениями с крупными планетезималями, в результате которых выделялось достаточно энергии для разогрева атмосферы Юпитера и предотвращения ее стремительного охлаждения, сжатия и дальнейшей аккреции газа.
Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.