Як маса планети пов’язана з її швидкістю обертання

Науковці проаналізували швидкість обертання газових гігантів та коричневих карликів у інших зоряних системах. Виявилося, що у перших вона набагато більша, ніж у других, і цьому є пояснення.

Дослідження планет-гігантів і коричневих карликів

У Сонячній системі найшвидше з усіх планет обертаються газові гіганти — Юпітер і Сатурн. Чи випадково це? І що буде, якщо діаметр небесного тіла ще збільшиться? Нещодавно велика група дослідників із кількох американських університетів спробувала відповісти на це запитання у статті, опублікованій в The Astronomical Journal.

У ній вони проаналізували дані, зібрані камерою KPIC, встановленою на телескопі Кека. Об’єктом дослідження виступали 43 субзоряних компоненти планетарних систем, а також 54 одиничних коричневих карлики та планети-сироти.

Сподобався контент? Підписуйся на нашу спільноту і отримуй більше про космос Друковані журнали, події та спілкування у колі космічних ентузіастів Підписатися на спільноту

Цей потужний інструмент, аналогів якому досі практично немає, зміг не тільки визначити масу та розміри цих об’єктів, а й те, з якою швидкістю вони обертаються. Виявилося, що значно більші за масою коричневі карлики здійснюють свій оберт значно повільніше.

Чому коричневі карлики обертаються повільніше

На перший погляд, усе це здається дуже дивним. З одного боку, спостереження показують, що газові гіганти обертаються навколо власних осей так само швидко, як і Юпітер із Сатурном. А ось коричневі карлики роблять це у кілька разів повільніше.

Показовим прикладом тут може бути система HR 8799. У ній є і газовий гігант, і коричневий карлик, причому останній обертається у шість разів повільніше за нього. Тож чому маса, яка до певного моменту сприяє швидшому обертанню, згодом починає впливати на нього протилежним чином?

Вчені вважають, що сама по собі маса тут ні до чого. Обертання планети навколо осі — це залишок моменту імпульсу, який вона мала ще тоді, коли була згустком матерії у протопланетному диску. І цілком логічно, що чим більша маса, тим довше тіло за інерцією зберігає швидкість обертання.

Однак у масивних небесних тіл збільшення маси зазвичай супроводжується збільшенням потужності магнітного поля. І у коричневих карликів воно найпотужніше. Магнітне поле планети взаємодіє з газом та пилом, що оточує її. І оскільки сила дії рівна силі протидії, це гальмує обертання небесного тіла. Тож коричневі карлики встигають досить сильно сповільнити своє обертання ще на ранніх стадіях існування.

За матеріалами phys.org