Чому деякі екзопланети, що представляють собою «гарячі Юпітери», обертаються в бік, протилежний обертанню своїх материнських зірок, американським фізикам вдалося пояснити без залучення альтернативних екзотичних теорій.

C середини 90-х років минулого століття було відкрито більше 500 екзопланет, що обертаються навколо зірок за межами Сонячної системи. Більшість з них – юпітероподобние гіганти, що складаються з газу. Втім, такий достаток екзо-Юпітерів може бути слідством поки не дуже досконалих методів детектування, що працюють на межі технічних можливостей та дозволяють впевнено засікати лише короткоперіодічние масивні планети, що обертаються на близькій відстані від зірки.

Проте навіть з недосконалості своїх спостережних інструментів астрономи зуміли витягти інформацію, суттєво доповнити наші уявлення про еволюцію зоряно-планетарних систем.

Так, несподівано з'ясувалося, що деякі з екзо-юпітерів обертаються в бік, протилежний тому, в яку обертається їх материнське світило – відкриття, дуже спантеличив астрофізиків, космологів і фахівців з гравітаційним взаємодіям.

Навіть тим, хто знайомий з принципами небесної механіки лише в загальних рисах, подібне противовращения двох масивних тіл, що належать одному зоряно-планетарному ансамблю, навіть інтуїтивно має видатися дуже підозрілим. Ще більш дивним виглядає воно у випадку з газовими гігантами, що обертаються на близькій відстані від зірки. Ретроградний обертання газових гігантів кидало явний виклик існуючій теорії, згідно з якою зоряно-планетарні системи утворюються з колапсуючої газово-пилових хмар, в яких обертається речовина повинна володіти загальним кутовим моментом.

Детально розібратися з ситуацією вирішила група астрофізиків з Північно-Західного Університету (США, штат Іллінойс), що опублікували свої висновки в сьогоднішньому випуску.

Спершу було розглянуто варіант, що приходить на думку першим ділом: чи можуть спровокувати ретроградний обертання планет гравітаційні збурення у подвійних зоряних системах? Розрахунки однак показали, що така схема не працює: максимум, що може спровокувати сусідня зірка – це спосіб планетарної орбіти, але не повна зміна кутового моменту на протилежний.

Інший варіант – потрійні зоряні системи з екзотичною гравітаційної ієрархією. У таких ансамблях планети дійсно можуть обертатися ретроградно через дію приливних сил, проте їх конфігурація має бути занадто витонченої, а дія – занадто тривалим, щоб дати настільки велике число назад обертових планет, які вже спостерігають астрономи.

Екзотикоювирішити проблему не вийшло,

а ось комп'ютерне моделювання набагато більш простий системи, що складається з однієї зірки і двох газових гігантів, дало несподівано позитивні результати, добре що збіглися з даними спостережень.

Розглянута університетськими теоретиками модель складається із зірки сонячного класу і двох планет. Внутрішньої, схожою на Юпітер, і спочатку обертається на великій відстані від материнської зірки, де, як передбачається, і має йти формування газових гігантів. І зовнішньої – теж газового гіганта, але розташованого на ще більшій відстані.

Зовнішня планета впливає на внутрішню дуже слабо, і спостерігач, якби він жив в системі мільярди років, не відзначив би в траєкторії планет ніяких істотних змін.

Йому, однак, слід запастися терпінням, тому що з плином часу, як показала модель, із-за обміну кутовими моментами між планетами конфігурація системи почне виглядати все більш незвичайно.

Через дії приливних сил орбіта внутрішньої планети, що опинилася в зоні дії гравітації своєї зірки і віддаленій сусідки, візьме витягнуту форму веретена, так що її обертання буде нагадувати швидше кочення маятника, ніж рух по еліпсу. Втрачаючи енергію і кутовий момент, внутрішня планета почне дрейфувати до більш масивному об'єкту – своєї зірки. У деяких випадках втрата кутового моменту може виявитися настільки суттєвою, що планета може поміняти обертання в крайній точці свого орбітального «кочення» на протилежне. Для долгоживущего спостерігача це повинно стати хорошою нагородою за терпіння – навряд чи хто з астрономів відмовиться поспостерігати за планетою, на якийсь час зупинила свій біг і почала зворотній рух!

Втім, якщо модель не бреше, зовсім не виключено, що нині живуть астрономам теж пощастило спостерігати системи з застиглими планетами-гігантами. А те, що модель, що описує ретроградний сценарій, вийшла в американців досить коректна, свідчить і збіг прорахованих результатів з отриманою в спостереженнях статистикою (співвідношенням ретроградних і «правильних» екзо-Юпітерів), і присутність розігрітих газових гігантів на низьких орбітах зоряних, де їм , в общем-то, не місце, і те, що в основі математичного забезпечення моделі лежить балістична теорія, півстоліття обкатується NASA на апаратах, що використовують ефект гравітаційних збурень для ефективної економії палива.

Крім теоретичної можливо і практичне застосування створеної моделі, наприклад – для пояснення і прогнозування ретроградної орбіти нещодавно виявленого загадкового астероїда 2009 HC82, який може, рано чи пізно, загрожувати Землі.

А також ідеологічне. Чи несильно досягнувши успіху в теорії «спеціально зупиненої Місяця», поверненою до Землі завжди однією стороною, прихильники концепції, що придумав небесну механіку вищий розум тому запускає планети назад, що терпіти не може вселенського одноманітності, позбавлятися ще одного «наочного підтвердження» своєї теорії.

За матеріалами: gazeta.ru.

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?