Конспирологи могут радоваться: согласно новому детальному моделированию эволюции планет, в ранние периоды формирования они имеют форму, далекую от сферической. Больше всего протопланеты напоминают драже вроде «Ментоса» или M&M’s. Есть еще одно любопытное открытие, вытекающее из этой симуляции: значительную часть материи формирующиеся планеты получают не путем аккреции в плоскости вращения, а со стороны полюсов.
Симуляция нестабильного протопланетного диска с формирующимися протопланетами, цвет показыввает плотность материи (красный — выше, голубой — ниже, белый — наивысшая) / © DOI:10.48550/arxiv.2402.01432
Астрофизики из Университета Центрального Ланкашира (UCLan, Великобритания) провели моделирование процесса формирования планет в протопланетных дисках. Такие исследования выполняют не впервые, но это примечательно детализацией и вниманием к двум важным аспектам планетогенеза: форме протопланет и основным направлениям движения материи, падающей на них.
Научная работа принята к публикации в рецензируемом журнале Astronomy & Astrophysics Letters. Ее текст доступен на портале arXiv.
Существуют две основные теории, описывающие механизмы формирования крупных тел в протопланетных дисках. Согласно первой и наиболее популярной, планеты образуются из протопланет (а те, в свою очередь, из планетезималей) в результате постепенного притягивания менее крупных кусков и потоков материи друг к другу. Проще говоря, камни, пыль и газ в диске, сталкиваясь между собой, иногда слипаются в более крупные куски. Рано или поздно этот процесс приводит к формированию достаточно больших тел, гравитационное влияние которых экспоненциально ускоряет сбор материи.
Вторая теория связывает образование планет с гравитационной неустойчивостью протопланетного диска. Столь массивная подвижная структура не может быть однородной — в ней возникают турбулентности, приводящие к замедлению материи, ее сбору в компактные области. Это может происходить как вокруг планетезималей, так и в регионах пересечения рукавов протопланетного диска. Именно такой вариант рассматривали исследователи из UCLan в своей симуляции.
Отметим, что обе теории не взаимоисключающие: они дополняют друг друга на несколько разных масштабах. Предполагается, что большая часть малых тел вокруг звезд формируется путем прямой аккреции материи, а планеты-гиганты образуются в результате гравитационных неустойчивостей. Место планет земной группы в этой картине мира — почти наверняка первый путь.
Чтобы смоделировать протопланетный диск в рамках модели формирования планет в результате его гравитационной неусточивости, потребовалось полмиллиона часов процессорного времени суперкомпьютерного центра DiRAC. Всего исследователи произвели девять раундов симуляции — один тестовый (для проверки модели) и восемь экспериментальных, каждый раз с несколько иными параметрами. Массы звезды (0,8 солнечной) и протопланетного диска (0,6 солнечной) всегда оставались одинаковыми.
Результатом моделирования в общей сложности стали 107 протопланет различного размера. Но все — газовые гиганты (это ограничение симуляции, меньший масштаб получить не удалось из-за вычислительной сложности модели).
В первые десятки тысяч лет своего развития каждая из протопланет принимала форму сильно сплющенного эллипсоида вращения. Благодаря высокому разрешению модели исследователям удалось получить динамическую картину движения материи вокруг формирующихся планет. Оказалось, что материя из протопланетного диска завихряется вокруг них и по большей части падает не в плоскости вращения (на экватор), а со стороны полюсов.
Новая симуляция позволит астрофизикам точнее анализировать данные реальных наблюдений за протопланетными дисками. Она будет невероятно полезной для всех исследователей, которые работают с такими инструментами, как космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST), «Атакамская большая антенная решетка миллиметрового диапазона» (ALMA) и Очень большой телескоп (VLT).
Комментарии
Первое фото весьма близко отображает мои прежние расчёты. Теперь только осталось ответить на вопрос: куда подевалась 2-я Луна (планетоид Кош, Тея или как там её)?
Всё эти, так называемые "теории звездообразования и планете образовании" , всего лишь гипотезы. По моему мнению тут основную роль играют Черные дыры. Как и каким образом образуется звёзды, а затем и планеты, хотя в жанре литературной фантастики, я написал в своей книге "Я землянин". Я не учёный, но уверен, что пройдет время, к такому выводу как я уже описал в книге, или же аналогичному общему выводу придут и остальные специалисты. И ещё, специалистами написаны много статей о том, что вблизи центральной Черной дыры нашей галактики до сих пор происходят процесс звездообразования. Эти выводы тоже считаю не верными. Наша галактика - это давно уже вполне сформировавшиеся галактика. А теперь начался обратный процесс, то есть процесс уничтожение нашей галактики её же собственной центральной Чёрной дырой. Так. центральная Чёрная дыра нашей галактики притягивая к себе ближе находящиеся звёздные системы начала их пожирать. Но прежде чем пожирать их обратно она, своей невообразимо гигантской гравитационной силой, притягивая и одновременно давя на них, разрывает эти звёзды на несколько горящих частей. А впоследствии превращая их в пыль пожирают. Я думаю, что наблюдая за этим процессом возможно, специалисты (астрофизики) ошибочно воспринимают эти горящие части разорванных звёзд, как рождение новой звёзды в центре нашей галактики. И соответственно воспринимается все это как продолжающегося процесс звездообразования в нашей старушке-галактике. Кстати, такая же участь, конечно через несколько сотен миллионов лет, а возможно через миллиарда лет, ждёт и нашу солнечную систему. Возможно я не прав. Покажет время.