Сучасні дослідження свідчать про те, що число планет, подібних до Землі, які можуть утримувати атмосферу та гідросферу, може бути суттєво більшим, ніж вважали раніше. Таку інформацію було отримано в результаті вивчення процесів утворення суперземель і мінінептунів.
Інноваційний підхід до формування планет
Вчені з Університету Райса, Шо Шибата та Андре Ізидоро, розробили нову модель утворення суперземель та мінінептунів — тих екзопланет, що найчастіше виявляються в галактиці. Використовуючи комп’ютерне моделювання, дослідники припустили, що ці небесні тіла виникають з окремих кілець планетезималей. Цей підхід дозволяє краще зрозуміти еволюцію планетних систем за межами нашої Сонячної системи. Отримані результати нещодавно були опубліковані у науковому журналі.
Дослідники довгий час намагалися пояснити механізми формування суперземель і мінінептунів. За традиційними теоріями, планетезималі утворюються у різних областях навколозоряного диска. Однак Шибата і Ізидоро запропонували нову гіпотезу — ці матеріали накопичуються в вузьких кільцевих структурах, що спрощує і впорядковує процес формування.
Шибата підкреслив: “Ця робота вкрай важлива, адже вона моделює формування планет, що є найпоширенішими в галактиці. Один із ключових висновків — ми виявили, що формування планет в Сонячній системі та екзопланетних системах має суттєву схожість”.
Комп’ютерні симуляції для дослідження планетоутворення
Для свого дослідження вчені скористалися комп’ютерними симуляціями N-тіл, які аналізують гравітаційні взаємодії між об’єктами. Це дозволило детально розглянути формування планет у двох зонах: всередині 1,5 астрономічних одиниць від зорі та зовні за 5 а.о. Моделювання відстежувало зіткнення та міграції планетезималей протягом мільйонів років. Висновки показали, що суперземлі мають тенденцію утворюватися через акрецію в серединному диску, а мінінептуни — в зовнішніх зонах.
Ізидоро зазначив: “Наші дані свідчать, що суперземлі та мінінептуни формуються не з безперервного розподілу матеріалу, а з кілець, які концентрують більшу частину маси в твердих речовинах”.
Згідно з новою моделлю, вдалося пояснити інші цікаві деталі, зокрема феномен “долини радіусів”, який вказує на дефіцит планет приблизно 1,8 радіусів Землі. Вчені вважають, що це зумовлено перерозподілом планет на дві основні категорії: суперземлі та мінінептуни.
Потенціал для виявлення землеподібних планет
Дослідження також проливає світло на однорідність розмірів планет у багатопланетних системах. Часто планети в межах однієї системи мають схожі характеристики, що нагадує “горошини в стручку”. Ця модель пояснює цей феномен, підкреслюючи, що планети формуються у подібних умовах.
Дослідницька група стверджує, що близько 1% систем суперземель і мінінептунів можуть містити планети, які нагадують Землю, у зонах, придатних для життя. Хоча ця частка відносно мала, зважаючи на велику кількість суперземель та мінінептунів, це веде до висновку, що в середньому кожні 300 зірок подібних до Сонця можуть мати по одній планеті, що нагадує Землю.
Перспективи подальших досліджень
Ці результати мають велике значення для наступних досліджень екзопланет. Шибата зазначив: “Наші прогнози будуть перевірені за допомогою нових телескопів, що нададуть важливу інформацію про формування планет і їхню придатність до життя”. Якщо майбутні спостереження підтвердять ці гіпотези, це може революціонізувати наше розуміння процесу формування планет, не лише в нашій галактиці, а й у всьому Всесвіті.
Отже, нові дослідження відкривають можливість існування більшої кількості землеподібних планет у Чумацькому Шляху, ніж раніше передбачалося, що потенційно розширює горизонти пошуку екзопланет, здатних підтримувати життя.
