Такі первісні об'єкти спочатку можуть бути схожі на пухнастий млинець або так званий косий сфероїд. Обертаючись, ці протопланети поступово втягують у себе матеріал, і врешті-решт набувають більш знайомої нам круглої форми.
Дивіться також Загадка Всесвіту: чорні діри з'явилися швидше ніж зорі та галактики
Деталі теорії
Висновок, зроблений астрофізиками Адамом Фентоном і Дімітрісом Стамателлосом з Університету Центрального Ланкаширу, проливає світло на безліч різних способів "вирощування" планет у турбулентному диску пилу і газу, який обертається навколо молодої зірки.
Ми вже давно вивчаємо формування планет, але ніколи раніше нам не спадало на думку перевірити форму планет, коли вони формуються в симуляціях. Ми завжди вважали, що вони мають сферичну форму. Ми були дуже здивовані, що вони виявилися косими сфероїдами, дуже схожими на цукерки,
– каже Стамателлос.
Хоча вчені вже знайшли понад 5500 планет у нашій галактиці, не зовсім зрозуміло, як вони утворюються. Коли народжується зоря, вона формується зі згустку у величезній, щільній хмарі газу й пилу в космосі. Цей згусток руйнується під дією гравітації та починає обертатися. Речовина навколо неї утворює диск, який втягується в молоду зорю, живлячи її ріст. Але цей диск не повністю падає на зорю. Те, що залишається, формує інші об'єкти, які складають планетну систему: планети, комети, астероїди, супутники.
Але як матеріал у диску збирається разом? Щодо менших планет, таких як Земля, Венера, Марс і Меркурій, вчені вважають, що вони поступово формуються зі шматків гірських порід, які злипаються й накопичуються, поки не утвориться ціла планета.
Симуляція утворення планет довкола зорі: відео
Однак у великих газових гігантів може відбуватися так звана нестабільність диска. Це коли диск навколо зірки, що швидко охолоджується, розпадається на шматки, які конденсуються під дією гравітації, утворюючи планети.
Фентон хотів краще зрозуміти процес формування планет у нестабільному диску, тому він розробив і запустив складні симуляції, змінюючи різні аспекти цього процесу, такі як густина газу, температура і швидкість руху диска.
Це був надзвичайно складний обчислювальний проєкт, що вимагав півмільйона процесорних годин на британському високопродуктивному обчислювальному комплексі DiRAC [Distributed Research using Advanced Computing]. Але результати були дивовижними і вартими зусиль!
– переконаний Фентон.
Ці результати показали, що газові гігантські протопланети спочатку формують сплющену форму під час обертання. Враховуючи відцентрову силу і той факт, що на цьому етапі протопланета все ще є відносно пухким згустком матерії, це має сенс. Навіть добре сформовані і набагато компактніші планети Сонячної системи мають відцентрові випуклості навколо своїх екваторів.
Змодельована протопланета, вид зверху (ліворуч) і збоку (праворуч) / Фото Адам Фентон і Дімітріс Стамателлос
Моделювання також припускає, що матеріал накопичується на зростаючій протопланеті переважно на полюсах, а не навколо екватора.