Ученые открыли революционный способ взвешивать планеты — результаты вас поразят
Группа ученых из Уорикского университета, MIT и Университета Макмастера разработала новый метод определения массы планет, находящихся в протопланетных дисках. Теперь можно оценивать вес планеты, даже если она слишком тусклая или скрыта плотным облаком пыли и газа.
Протопланетные диски представляют собой вращающиеся вокруг молодых звёзд облака пыли и газа. Раньше выяснить массу планеты можно было косвенно, основываясь на зависящих от гравитации колебаниях света. Новая работа, опубликованная в журнале The Astrophysical Journal, обращает внимание на яркие кольца пыли в дисках, которые образуют планеты, «расчищая» вокруг себя пространство за счёт гравитации.
Аспирантка Уорикского университета Амена Фаруки объясняет, что яркие кольца выступают как «отпечатки пальцев» планет. Изучая положение самой яркой точки кольца, исследователи научились определять массу скрытой планеты.
Как измеряют массу планеты по кольцам
Ученые провели двумерные гидродинамические модели, проверяя ширину кольца, количество захваченной пыли и расположение самой яркой точки. Оказалось, что именно сдвиг яркой области кольца коррелирует с массой планеты — чем больше масса, тем больше смещение.
Метод не зависит от размера пылевых частиц, что представляет преимущество по сравнению с прежними способами, где этот параметр оставался неизвестным и влияющим на точность.
Порог массы и влияние на кольца
С ростом массы планеты ширина кольца и количество пыли сначала увеличиваются, но затем достигают плато.
Это связано с «массой изоляции гальки» — моментом, когда планета становится преградой для поступления новой пыли из внешней части диска.Таким образом, легкие планеты формируют более широкие и рыхлые кольца, а тяжелые — узкие и плотные. Форма кольца уже позволяет отнести планету к определённой весовой категории.
Проверка на реальных данных
Метод протестировали на протопланетной системе PDS 70 — одной из самых изученных. Результаты совпали с предыдущими независимыми измерениями, что подтверждает надежность подхода.
Астрофизик из MIT Джессика Спиди подчеркнула, что новая методика успешно применяется и к реальным наблюдениям, а не только к теоретическим моделям.
Ограничения и перспективы
В модели учтены некоторые упрощения: планеты считаются неподвижными в диске, пыль не влияет на газ, а пылинки не меняются. В реальности кольца могут изменяться, а одна планета может создавать несколько колец.
Несмотря на это, метод открывает новые возможности в изучении скрытых планет и поможет глубже понять процессы формирования миров как в далеких звёздных системах, так и в нашей собственной Солнечной системе.
Ученые научились взвешивать планеты по структурам пылевых колец в протопланетных дисках • Опубликовано на FiNE NEWS
Свежие комментарии