Ученые разгадали тайну субнептунов

Исследователи подробно изучили планеты промежуточного класса, которые называются субнептунами, то есть их массы больше, чем у Земли, но меньше, чем у Нептуна. Они, по непонятным причинам, бывают двух видов, и, разбираясь в том, что есть этой причиной, ученые неожиданно узнали кое-что новое об эволюции звездных систем.

Субнептуны – самый распространенный класс планет во Вселенной
Субнептуны — самый распространенный класс планет во Вселенной. Источник: phys.org

Субнептуны

Международная группа ученых недавно опубликовала исследование, в котором смогла объяснить одну удивительную особенность субнептунов. Эти экзопланеты, масса которых больше, чем у Земли, но меньше, чем у Нептуна, почему-то делятся на два разных класса в зависимости от их плотности.

Вообще, субнептуны — это то же, что и суперземли. Или не то же самое. Теории по этому поводу упираются в оценку их плотности. Теоретически там должна быть какая-то зависимость, которая показывала, как при увеличении размера растет доля воды и газов. Но несмотря на то, что эти миры являются самыми распространенными в космосе и каждая вторая или третья солнцеподобная звезда имеет по крайней мере один такой, установить этого не удалось.

А все потому, что все субнептуны, массы которых были измерены благодаря прохождению их по диску светила, выглядят менее плотными, чем те, для которых это было определено методом лучевых скоростей. Последний метод состоит в том, что при вращении планеты линии в спектре ее звезды смещаются то в синюю, то в красную область.

Исследование популяции субнептунов

Можно было бы заподозрить, что все дело в особенностях самого метода измерения. Однако ученые обратили внимание на то, что большинство систем, массы субнептунов в которых были измерены посредством измерения времени транзита, являются резонансными.

Это значит, что там есть несколько планет, периоды обращения которых соотносятся как целые числа. В самом факте выравнивания периодов обращения нет чего-то совсем загадочного. Однако исследователи подумали, что, возможно, именно это как-то связано с зафиксированными различиями в густоте.

Поэтому исследователи начали изучать густоту планет во всех резонансных системах. Они исключили возможность статистической погрешности, учитывая тот факт, что масса в мире с большим периодом вращения обычно не определяется транзитным методом из-за того, что время между двумя прохождениями очень большое.

Когда они это сделали, стало очевидно, что сам метод никак не привязан к плотности. Все дело именно в том, резонансная система или нет. Во всех случаях, когда периоды вращения планет «выравнивались» из-за их гравитационного взаимодействия, субнептуны оказывались более легкими, чем в случаях, когда этого не было.

Необычная теория эволюции систем

Субнептуны оказались не такими загадочными, как казалось. Однако при этом связь между резонансными системами и плотностью как-то следует объяснить. Для этого ученые выдвинули теорию, способную перевернуть наше представление об эволюции миров.

Согласно ей, на рассвете своего существования в какой-то момент абсолютно все системы становятся резонансными. Но потом в 95% случаев строгая гармония нарушается. Планеты начинают сталкиваться между собой, вследствие чего плотность субнептунов возрастает. Остальные так и остаются с относительно легкими планетами.

По материалам phys.org