Раннее формирование экзопланет: новые данные меняют представления о рождении газовых гигантов

Новое исследование Университета Огайо пересматривает сроки формирования газовых гигантов, подобных Юпитеру. Учёные выяснили, что ключевой процесс аккреции — накопления газа и твёрдых частиц — происходил на миллионы лет раньше, чем предполагали ранее.

Анализ данных о семи экзопланетах-гигантах показал, что их атмосферы содержат аномально высокую концентрацию металлов — элементов тяжелее водорода и гелия. Это свидетельствует о быстром поглощении строительного материала из протопланетных дисков уже в первые 1–2 млн лет существования систем.

Устоявшаяся «теория аккреции ядра», предполагающая постепенное формирование планет из мелких объектов, ставится под сомнение. Альтернативный сценарий — гравитационный коллапс массивных сгустков в диске — лучше объясняет раннее появление гигантов, но требует пересмотра моделей эволюции протопланетных сред.

Металличность атмосфер исследованных экзопланет достигает эквивалента 50 масс Земли, что вдвое превышает показатели Юпитера. По словам автора работы Цзи Вана, такие значения возможны лишь при условии формирования в «молодых» дисках возрастом менее 2 млн лет.

Открытие объясняет парадокс Солнечной системы: Юпитер, образовавшийся раньше других планет, повлиял на размеры Марса и орбиту Меркурия. Аналогичные процессы в далёких системах могут определять судьбу каменистых планет, потенциально пригодных для жизни.

Учёные разработали статистический метод оценки общей массы твёрдых веществ, аккрецированных любой экзопланетой. Этот инструмент, опробованный на данных телескопов «Джеймс Уэбб» и наземных обсерваторий, поможет уточнить хронологию планетогенеза в масштабах Галактики.

Перспективы исследования связаны с расширением выборки и использованием спектроскопии высокого разрешения. «Если тенденция подтвердится, нам придётся переписать учебники астрофизики», — отмечает Ван, подчёркивая революционный потенциал открытия.