Ученые ответили на вопрос, как планеты вроде выдуманного Татуина появляются и выживают у двойных звезд
Космическая сказка-эпопея «Звездные войны» после своего появления более 40 лет назад стала не только уникальным культурным феноменом, но и любопытным пророчеством в области астрономии. Только в начале XXI века ученые нашли несколько экзопланет, находящихся в системах двойных звезд, совсем как Татуин, где родился Энакин Скайуокер. Правда, до недавнего времени механизм возникновения таких массивных объектов оставался загадкой — ведь одно из светил должно было буквально разбрасывать вещество протопланетного диска, не давая планетезималям в нем формироваться.
Сейчас известно сразу несколько планет, вращающихся вокруг двух звезд, так что мы знаем наверняка: нечто подобное Татуину в реальном мире существовать может. Проблема в том, что описать возникновение подобных тел в двойных звездных системах довольно трудно. Как правило, меньшее светило еще на ранних стадиях формирования протопланетного диска играет роль «миксера». Вещество в нем из-за гравитационных возмущений двигается слишком быстро, и планетезимали не могут сформироваться. В итоге газ с пылью в лучшем случае слипаются в астероиды и кометы, а большая часть материи просто падает на звезды.
Главной гипотезой появления планет в системах двойных звезд считается процесс захвата «сирот» из окружающего пространства (двойные системы в этом плане гораздо эффективнее одинарных). Но у специалистов из Института внеземной физики Общества Макса Планка (Германия) и Кембриджского университета (Великобритания) — другое мнение. Авторы новой научной работы — Роман Рафиков (Roman Rafikov) и Кедрон Силсби (Kedron Silsbee) — разработали более детальную компьютерную модель, чем использованные ранее. Результаты симуляций с ее применением будут опубликованы в следующем номере журнала Astronomy and Astrophysics.
Отличие усовершенствованной модели заключается в большем количестве параметров развивающейся планетной системы, которые берут в расчет. Например, Рафиков и Силсби приняли во внимание гравитационное влияние самого протопланетного диска на процесс формирования планетезималей. Оказалось, при определенных условиях он здорово помогает компенсировать возмущения от второй звезды.
Ранее в качестве основного механизма замедления вещества, без чего пыль может «слипнуться» в более крупные тела, рассматривалось только ее торможение в сравнительно плотном облаке газа. Но влияние дополнительного светила в системе не позволяло мельчайшим фрагментам твердой материи формировать более крупные объекты. Вместо этого они сталкивались на слишком большой скорости и банально испарялись от выделившейся энергии.
Новая, детализированная модель, в свою очередь, после череды симуляций показала рамки условий, при которых планеты все же могут формироваться в системах с двумя светилами. Для этого протопланетный диск должен иметь форму как можно более близкую к круговой. А до того, как вторая звезда начнет вносить заметные возмущения в него, планетезимали должны успеть «дорасти» хотя бы до десяти километров в поперечнике. В таком случае все вполне реально, и компьютерное моделирование демонстрирует успешное «рождение» планетной системы.
Для примера в своих расчетах Рафиков и Силсби взяли параметры реально существующей системы — альфы Центавра. На самом деле, звезд там три, но Проксима маленькая и очень далеко от крупных двух, так что существенного влияния на образование планет оказать не должна была. Причем около нее экзопланеты обнаружены (подтверждены), а вот около α Centauri A и B, близких по размеру к нашему Солнцу, выявлены только кандидаты. И новое моделирование подтверждает возможность их существования.
Telegram 
Дзен 
VK 
