Процесс образования планет по сей день изучен слабо. Поэтому остаются неизвестными многие его детали.
Новое исследование Университета Райса было посвящено изучению планетообразования в ключевых областях протопланетных дисков: до 1,5 а. е. от звезды и далее 5 а. е., вблизи снеговой линии. В качестве методов ученые использовали передовые компьютерные симуляции N-тел, моделирующие гравитационные взаимодействия между объектами.
По результатам установлено, что суперземли формируются преимущественно во внутренней части протопланетного диска, где происходит аккреция планетезималей. Мини-нептуны образуются за пределами снеговой линии с участием льда и др. летучих веществ.
Выявленные закономерности объясняют каменистый состав суперземель и насыщенность водой и газами мини-нептунов. Также они согласуются с «долиной радиуса» - заметным разрывом в распределении размеров экзопланет. Так, наиболее часто встречаются объекты радиусом около 1,4 и около 2,4 земного. Планеты крупнее земли в 1,8 раза редки. Это обусловлено тем, что более мелкие объекты относятся к суперземлям, более крупные – к мини-нептунам.
На основе этого ученые предложили модель колец для описания процесса планетообразования. Она предполагает, что планетезимали концентрируются в узких кольцах на определенных расстояниях от звезды.
Это объясняет модель «горох в стручке», описывающую формирование в системах планет близких размеров. К тому же новая теория согласуется с упорядоченным распределением планетарных орбит.
Таким образом, новая теория предполагает, что процесс планетообразования является упорядоченным, в то время как согласно традиционным гипотезам, планетезимали распределены по всему протопланетному диску.
К тому же ученые отметили, что каменистые планеты в обитаемой зоне могут формироваться на поздних стадиях образования систем вследствие столкновений. Они оценивают, что планеты земного типа в обитаемой зоне могут присутствовать примерно в 1% систем суперземель и мини-нептунов.
На основе новой модели возможно прогнозирование планетообразования. Эти прогнозы можно проверить при дальнейших наблюдениях с использованием космических телескопов.
Ученые впервые обнаружили суперземлю на удаленной орбите, в то время как ранее предполагалось, что такие объекты приурочены ко внутренним областям планетных систем. Это свидетельствует о том, что планетные системы формируются по-разному и могут иметь разную структуру. »»»
Путем моделирования ученые установили, что в раскаленных недрах молодых планет водород и вода формируют однородную смесь. По мере остывания она начинает разделяться, что приводит к образованию слоистой структуры. »»»
В системе звезды HD 119355 обнаружена экзопланета субнептунового типа TOI-3493 b. Она крупнее Земли и значительно тяжелее, что свидетельствует о средней плотности. На основе этого выдвинуто 2 гипотезы строения. »»»
По результатам наблюдений изучено распределение метана по широтам, сезонные и широтные изменения аэрозолей и установлено отсутствие метана в стратосфере Урана. »»»
Впервые удалось зафиксировать полярные сияния на Нептуне. Они выглядят как голубые пятна и ввиду наклона магнитного поля относительно оси вращения планеты проявляются на средних широтах. »»»
По результатам анализа данных наблюдений за Юпитером в период шторма 2016-2017 гг. и моделирования ученые выяснили, что эти явления переносят аммиак между слоями атмосферы: восходящие потоки уносят его в верхние слои из-под облаков, нисходящие возвращают в виде ледяных частиц. »»»
По результатам наблюдений ученые установили, что звезда HD 144812 является пост-красным сверхгигантом, вращающимся вокруг звезды-компаньона, имеющей диск вещества, сформированный в предыдущую фазу красного сверхгиганта. »»»
Ученые обнаружили третью экзопланету, испаряющуюся вследствие близости орбиты к звезде. Причем она является наиболее быстро разрушающейся из известных. Предполагается, что процесс займет 1-2 млн лет. Об его интенсивности свидетельствует наличие кометоподобного хвоста протяженностью около 9 млн км. »»»
На основе анализа данных по атмосфере Марса ученые выяснили, что в ее циркуляции значительную роль играют гравитационные волны. Так, с ними связано более 10% атмосферных колебаний температуры и плотности на высотах более 60 км. Это особо интенсивно проявляется в средней атмосфере на средних и высоких широтах. »»»