Вчені розгадали таємницю субнептунів

Дослідники докладно вивчили планети проміжного класу, які називаються субнептунами, тобто їхні маси більші за земну, але менші, ніж у Нептуна. Вони, з незрозумілих причин, бувають двох видів, і, розбираючись у тому, що є цьому причиною, вчені несподівано дізналися дещо нове про еволюцію зоряних систем.

Субнептуни — найрозповсюдженіший клас планет у Всесвіті
Субнептуни — найрозповсюдженіший клас планет у Всесвіті. Джерело: phys.org

Субнептуни

Міжнародна група вчених нещодавно опублікувала дослідження, в якому змогла пояснити одну дивовижну особливість субнептунів. Ці екзопланети, маса яких більша, ніж у Землі, але менша, ніж у Нептуна, чомусь діляться на два різних класи залежно від їхньої густини.

Взагалі, субнептуни — це те саме, що і суперземлі. Або не те саме. Теорії щодо цього впираються в оцінку їхньої густини. Теоретично там мала б бути якась залежність, яка показувала, як при збільшенні розміру зростає частка води та газів. Але попри те, що ці світи є найрозповсюдженішими в космосі й кожна друга чи третя сонцеподібна зоря має принаймні один такий, встановити цього не вдалося.

А все тому, що всі субнептуни, маси яких були виміряні завдяки проходженню їх по диску світила, є менш щільними, ніж ті, для яких це було визначено методом променевих швидкостей. Останній полягає в тому, що під час обертання планети лінії у спектрі її зорі зміщуються то в синю, то в червону область.

Дослідження популяції субнептунів

Можна було б запідозрити, що вся справа в особливостях самого методу вимірювання. Однак вчені звернули увагу на те, що більшість систем, маси субнептунів у яких були виміряні за допомогою вимірювання часу транзиту, є резонансними.

Це означає, що там є кілька планет, періоди обертання яких співвідносяться як цілі числа. У самому факті вирівнювання періодів обертання немає чогось зовсім загадкового. Однак дослідники подумали, що, можливо, саме це якось пов’язано із зафіксованими відмінностями в густині.

Тому дослідники почали вивчати густину планет у всіх резонансних системах. Вони виключили можливість статистичної похибки, врахувавши той факт, що маса світу з великим періодом обертання зазвичай не визначається транзитним методом через те, що час між двома проходженнями дуже великий.

Коли вони це зробили, то стало очевидно, що сам метод жодним чином не прив’язаний до густини. Річ у тім, резонансна ця система чи ні. В усіх випадках, коли періоди обертання планет «вирівнювалися» через їхню гравітаційну взаємодію, субнептуни виявлялися легшими, ніж у випадках, коли цього не було.

Незвична теорія еволюції систем

Субнептуни виявилися не такими загадковими, як здавалося. Однак при цьому зв’язок між резонансними системами та густиною якось треба пояснити. Для цього вчені висунули теорію, здатну перевернути наше уявлення про еволюцію світів.

Згідно з нею, на світанку свого існування в якийсь момент абсолютно всі системи стають резонансними. Але потім у 95 % випадків сувора гармонія порушується. Планети починають стикатися між собою, внаслідок чого густина субнептунів зростає. Решта ж так і лишається з відносно легкими планетами.

За матеріалами phys.org