Появление «горячих юпитеров» связали с размерами протопланетных дисков

Планеты складываются из остатков газопылевого диска, образовавшего молодую звезду. В Солнечной системе они выстроены в понятном порядке: более тяжелые элементы, такие как кремний или железо, находились ближе к звезде и сформировали внутренние каменистые планеты; легкие — превратились в далекие и массивные газовые гиганты. Но из тысяч экзопланет в других системах большую часть составляют «горячие юпитеры», находящиеся на чрезвычайно близких к своим звездам орбитах.

Как и где они формируются в действительности, как мигрируют впоследствии? Эти вопросы остаются нерешенными — и им посвящена новая работа астрономов Димитриса Стамателлоса (Dimitris Stamatellos) из Университета Сентрал-Ланкашир и Сиитиро Инуцуки (Shu-ichiro Inutsuka) из Нагойского университета. Статья, опубликованная в журнале The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, рассказывает о результатах моделирования рождения и первых этапов эволюции газовых гигантов.

Для сложных расчетов пришлось использовать суперкомпьютер UK DiRAC, и они подтвердили гипотезу о том, что с течением времени они могут мигрировать ближе к звезде. Однако была показана и возможность обратного процесса — смещения планеты на более дальнюю орбиту, что вполне могло происходить и в ранней Солнечной системе. «Действует чрезвычайно тонкий баланс между силами, подталкивающими планету к звезде, и силами, отталкивающими ее», — говорит Стамателлос.

Молодые газовые гиганты, появившиеся в массивном и нестабильном протопланетном диске, испытывают давление, выталкивающее их прочь от звезды, и в большинстве случаев смещаются на орбиты радиусом в 10-40 орбит Юпитера. На таком большом расстоянии они получают слишком мало излучения и неразличимы современными телескопами. Но в более легком, разреженном и спокойном облаке планеты мигрируют к материнской звезде — часто погибая от слишком тесного сближения, но иногда оставаясь на невысокой орбите и превращаясь в «горячие юпитеры».