4838 6

Планетные ловушки могут сдерживать внутреннюю миграцию планет

Внутренняя миграция громадных экзопланет может замедляться из-за «планетных ловушек» в дисках пыли и газа вокруг их звезд.

Эти ловушки могли бы объяснить присутствие сверхгорячих газовых гигантов, известных как «горячие Юпитеры», которые, согласно существующим моделям образования планет, должны были бы, двигаясь по спирали, давно быть поглощенными их звездами, в процессе, известном, как миграция I типа.

Ясухиро Хасегава (Yasuhiro Hasegawa), университет МакМастера в Онтарио, Канада, сотрудничестве с Ральфом Пудритцем (Ralph Pudritz) создали модели планетных ловушек в растущих дисках, чтобы определить их роль в замедлении внутренней миграции вновь сформировавшихся планет.

После того, как образуется звезда, на орбите вокруг нее остается диск пыли и газа. Позднее из этого диска формируются планеты. Иногда эти планеты мигрируют вовнутрь. Существующие модели планетарной формации предполагают, что такие объекты должны, двигаясь по спирали, в течение миллиона лет быть поглощенными своими звездами, однако возраст известных астрономам горячих Юпитеров намного больше.

Массы горячих Юпитеров сравнимы с массой Юпитера нашей Солнечной Системы, однако они находятся намного ближе к своим звездам, некоторые вращаются по орбите, которая находится ближе к звезде, чем орбита Меркурия по отношению к Солнцу.

Неожиданные изменения в плотности поверхности или температуре диска могут создавать «планетные ловушки», замедляющие движение по спирали. Эти планетные ловушки сами постепенно движутся ближе к звезде, однако намного медленнее, чем двигалась бы планета сама по себе.

Планетные ловушки не замедляют рост планеты, - только ее движение к звезде. «Пойманные» планеты продолжают притягивать пыль и камни, постоянно увеличиваясь в процессе аккреции. В конечном итоге, планета достигает достаточного размера, для того, чтобы сбежать из ловушки. "Когда масса становится достаточно большой – больше 10 масс Земли, ловушка в диске открывается, и планета выпадает из нее", - говорит Хасегава.

С такой массой планеты быстро расчищают пространство вдоль своей орбиты в аккреционном диске и начинают мигрировать по II типу. Движение к звезде при миграции II типа намного медленнее, чем при миграции I типа. Миграция II типа заканчивается, когда большая часть диска становится частью планеты или же убирается с ее пути.

Диски с более высоким уровнем аккреции формируют планетные ловушки дальше от звезд. В результате, планеты в таких дисках выпадают из ловушек на расстоянии, в 10 раз большем, чем расстояние от Солнца до Земли (1 астрономическая единица, ае); это расстояние равно приблизительно 150 миллионов километров, в то время как в дисках, где вещество собирается более медленно, планеты выпадают из ловушек на расстоянии от 1 до 5 а.е.

"Наблюдения за экзопланетами позволяют предположить, что газовые гиганты обычно собираются на расстоянии около 1 а.е. от своей звезды. Это скопление газовых гигантов естественно, если здесь играют роль планетные ловушки", - говорит Хасегава.

Работа ученых была опубликована в Astrophysical Journal 20 ноября.

(Добавил: alexandrash)

Поддержи AstroNews           Читайте AstroNews в Яндекс.Дзен