Рождение вулкана
Изображение: NASA

Изображение: NASA

Астрофизики объяснили появление покрытых лавой планет-«вулканов»

Новый сценарий формирования лавовых планет объясняет многие загадки этого процесса. Появляясь в непосредственной близости от своей звезды, они расчищают путь рождению соседних планет — уже не столь горячих и, возможно, не таких безжизненных.

Еще лет 30 назад мы знали всего несколько планет — обитателей Солнечной системы. Сегодня, благодаря совершенствованию методов их поиска и появлению новых мощных инструментов, их количество стремительно приближается к 2 тыс. На середину февраля 2015 г. обнаружено 1890 экзопланет в 1189 далеких звездных системах, плюс несколько странствующих между звездами. И это не считая «кандидатов»: только телескоп Kepler указал на несколько тысяч потенциальных планет, данные по которым еще предстоит проверить.

Большинство достоверно установленных экзопланет достаточно велики, размерами с Юпитер и больше. Лишь в последнее время открывается все больше сравнительно некрупных миров, размерами все ближе к Земле. Найдены ледяные гиганты, подобные Нептуну, и твердые «сверхземли», лишь в несколько раз крупнее нашей планеты. Однако известные классы экзопланет далеко не исчерпываются аналогами, имеющимися в Солнечной системе.

Некоторые из них довольно экзотичны — это и планеты-океаны, и ледяные «мини-нептуны», и раскаленные «сверх-юпитеры», и «пышные» неплотные газовые гиганты. Некоторые движутся по довольно экзотическим орбитам — на боку, или сильно отклоняясь от общей плоскости, или вовсе ретроградно, в направлении, обратном относительно других планет своей системы.

Чрезвычайно близко к своим материнским звездам обращаются лавовые планеты-«вулканы». По основным своим характеристикам это твердые сверхземли, однако они могут находиться в сотню раз ближе к звезде, чем Земля к Солнцу — намного ближе даже орбиты Меркурия. Вряд ли удивительно, что поверхность таких экзопланет раскалена и полностью покрыта расплавленной, незастывающей лавой.

Дело не столько в ярком излучении близкой звезды, сколько в ее притяжении. Двигаясь в этом гравитационном поле, планета испытывает действие мощных приливных сил, которые медленно «мнут» ее недра, как пластилин, разогревая и подпитывая чрезвычайно высокую вулканическую активность.

Такое происходит на самом вулканически активном теле Солнечной системы — спутнике Юпитера Ио, движущемся в гравитационном поле массивной планеты. Именно поэтому эти экзопланеты и называют то «вулканами», то «сверх-Ио». Подобные миры могут быть весьма распространены в космосе. По мнению некоторых специалистов, к «вулканам» может относиться больше половины планет нашей галактики. Но вот происхождение планет-«вулканов» до сих пор остается невыясненным.

Они могут рождаться подальше от звезд, и лишь набрав определенную массу, мигрировать, притягиваясь к ним. Однако точные орбитальные характеристики таких планетарных систем не согласуются с этой версией. Согласно другой гипотезе, планеты-«вулканы» могут образовываться уже на месте, в непосредственной близости от звезд. Но этот процесс требует, чтобы рядом со звездой имелось достаточно плотное и массивное кольцо исходного вещества. Такой вариант тоже не выглядит полностью реалистичным. Но в 2013 г. американские физики Сурав Чатерджи (Sourav Chatterjee) и Джонатан Тэн (Jonathan Tan) предложили сценарий, развивающий вторую гипотезу — формирование планет «изнутри наружу» (Inside-Out Formation).

Согласно этому механизму, рождающаяся планета питается веществом, которое звезда притягивает из сравнительно далеких областей протопланетного диска. Это облако пыли и мелких тел образует кольцо, которое наращивает массу и плотность до определенного предела, пока гравитационная нестабильность не приводит к зарождению в нем планеты. Молодая планета, наращивая массу, принимает на себя все больше материи и расчищает внутренние регионы диска. Материя продолжает накапливаться на более далекой от звезды орбите, и вскоре из этого кольца рождается следующая планета. Так, звено за звеном, формируется целая планетарная система.

Одним из проверяемых следствий этой гипотезы является увеличение массы планеты с удалением от ее материнской звезды — и недавно Чатерджи и Тэн рассмотрели его, изучив данные по более чем 600 известным планетам-«вулканам». Им удалось подтвердить свои расчеты, а затем — и сценарий формирования планетарной системы «изнутри наружу». Впрочем, это еще не говорит о том, что всегда и везде реализуется именно этот вариант. На самом деле, та же Солнечная система дает совершенно иную картину — и почему, нам еще предстоит узнать.

«Дух огня» дал новые шансы Далее в рубрике «Дух огня» дал новые шансыВ Ханты-Мансийске завершился фестиваль кинематографических дебютов Читайте в рубрике «Наука и технологии» Казань выбрала лучшие стартапыИнвесторы на Kazan Startup Weekend в ИТ-парке начали сотрудничество с несколькими стартапами Казань выбрала лучшие стартапы

Комментарии

26 февраля 2015, 11:19
Очень интересно, но в чем практический толк от данной информации для землян? )
26 февраля 2015, 11:38
возможно это позволить понять природу вулканов например на Марсе, если они вдруг начнут мутить воду в колонии землян)
26 февраля 2015, 13:47
Самая заветная мечта ученых обуздать влуканическую активность, ведь во время извержения выплескивается энергия сопоставимая с атомной электростанцией, если ученые научатся извлекать эту энергию, то смогут еще и предотвращать ее накопление, а следовательно и сами извержения.
27 февраля 2015, 00:14
мне кажется теромоядерный реактор построить проще, чем то про что вы пишете
27 февраля 2015, 08:21
Практический толк знают астрономы, списывающие бюджетные миллионы на свои телескопы)))
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
Анализ событий России и мира
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях и читайте статьи экспертов
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»