На окраинах планетных систем, на расстояниях в сотни и тысячи астрономических единиц (а.е., расстояние от Земли до Солнца), вращаются широкоорбитальные планеты — объекты, которые долгое время оставались загадкой для астрономов. Исследование из Университета Райса и Института планетологии, опубликованное в Nature Astronomy, раскрывает механизм их образования. Ученые провели тысячи симуляций, показывающих, что такие планеты возникают естественным образом в хаотичной ранней фазе развития планетных систем.
В это время звезды еще живут в плотных скоплениях, а планеты активно взаимодействуют. Подобно шарам в пинболе, гигантские планеты сталкиваются и отбрасывают друг друга. Иногда планета выбрасывается далеко от своей звезды, но если в нужный момент она попадает под гравитационное влияние соседних звезд, ее орбита «замораживается» на огромном расстоянии.
Результаты моделирования показали, что широкоорбитальные планеты с полуосями орбит от 100 до 10 000 а.е. встречаются достаточно часто. Это помогает объяснить загадку Планеты Девять — гипотетической планеты в нашей Солнечной системе, которая, как считают, вращается на расстоянии до 1000 а.е. Несмотря на отсутствие прямых наблюдений, странные движения объектов за Нептуном указывают на ее присутствие.
Исследование показывает, что если ранняя Солнечная система прошла через фазы нестабильности, вероятность «захвата» объекта вроде Планеты Девять достигает 40%. Авторы связывают появление таких планет с популяцией свободно плавающих миров, которые полностью покинули свои системы.
Особенно эффективно подобные планеты «захватываются» в системах, похожих на нашу — с газовыми и ледяными гигантами. В среднем ученые ожидают около одной широкоорбитальной планеты на каждую тысячу звезд в галактике.
Благодаря новой обсерватории Веры К. Рубин, которая вскоре начнет работу, появится возможность обнаружить такие удаленные объекты, в том числе и Планету Девять. Это может открыть новую страницу в изучении планетных систем и их эволюции.
Если вас заинтересовали тайны далеких планет и загадки нашей Солнечной системы, то стоит обратить внимание на новые попытки ученых найти ту самую Девятую планету. Они используют необычные методы, включая анализ траектории межзвездных метеороидов, чтобы сузить область поиска — об этом вы можете прочитать в этой статье.