Такие первоначальные объекты сначала могут быть похожи на пушистый блинчик или так называемый косой сфероид. Вращаясь, эти протопланеты постепенно втягивают в себя материал, и в конце концов приобретают более знакомую нам круглую форму.
Смотрите также Загадка Вселенной: черные дыры появились быстрее чем звезды и галактики
Детали теории
Вывод, сделанный астрофизиками Адамом Фентоном и Димитрисом Стамателлосом из Университета Центрального Ланкашира, проливает свет на множество различных способов "выращивания" планет в турбулентном диске пыли и газа, который вращается вокруг молодой звезды.
Мы уже давно изучаем формирование планет, но никогда раньше нам не приходило в голову проверить форму планет, когда они формируются в симуляциях. Мы всегда считали, что они имеют сферическую форму. Мы были очень удивлены, что они оказались косыми сфероидами, очень похожими на конфеты,
– говорит Стамателлос.
Хотя ученые уже нашли более 5500 планет в нашей галактике, не совсем понятно, как они образуются. Когда рождается звезда, она формируется из сгустка в огромном, плотном облаке газа и пыли в космосе. Этот сгусток разрушается под действием гравитации и начинает вращаться. Вещество вокруг него образует диск, который втягивается в молодую звезду, питая ее рост. Но этот диск не полностью падает на звезду. То, что остается, формирует другие объекты, которые составляют планетную систему: планеты, кометы, астероиды, спутники.
Но как материал в диске собирается вместе? Относительно меньших планет, таких как Земля, Венера, Марс и Меркурий, ученые считают, что они постепенно формируются из кусков горных пород, которые слипаются и накапливаются, пока не образуется целая планета.
Симуляция образования планет вокруг звезды: видео
Однако у крупных газовых гигантов может происходить так называемая нестабильность диска. Это когда быстро охлаждающийся диск вокруг звезды, распадается на куски, которые конденсируются под действием гравитации, образуя планеты.
Фентон хотел лучше понять процесс формирования планет в нестабильном диске, поэтому он разработал и запустил сложные симуляции, изменяя различные аспекты этого процесса, такие как плотность газа, температура и скорость движения диска.
Это был чрезвычайно сложный вычислительный проект, требующий полмиллиона процессорных часов на британском высокопроизводительном вычислительном комплексе DiRAC [Distributed Research using Advanced Computing]. Но результаты были удивительными и стоящими усилий!
– убежден Фентон.
Эти результаты показали, что газовые гигантские протопланеты сначала формируют сплющенную форму во время вращения. Учитывая центробежную силу и тот факт, что на этом этапе протопланета все еще является относительно рыхлым сгустком материи, это имеет смысл. Даже хорошо сформированные и гораздо более компактные планеты Солнечной системы имеют центробежные выпуклости вокруг своих экваторов.
Смоделированная протопланета, вид сверху (слева) и сбоку (справа) / Фото Адам Фентон и Димитрис Стамателлос
Моделирование также предполагает, что материал накапливается на растущей протопланете преимущественно на полюсах, а не вокруг экватора.