Скоро только Юпитер рождается

На образование газовых гигантов типа Юпитера уходят не миллионы лет, как считалось до сих пор, а всего несколько столетий. Группа астрофизиков из Германии, Канады и США опубликовала этот ошарашивающий результат своих исследований в журнале Science.

Собственно, ошарашивает это заявление на чисто эмоциональном уровне - человеческого воображения не хватает, чтобы представить себе, какой ад творился на этих планетах в момент их образования, что должно было там происходить такое, чтобы, совершив всего несколько витков вокруг юного Солнца, Юпитер и Сатурн вобрали в себя 93% всей планетной массы Солнечной системы. На самом-то деле астрофизикам давно уже не нравилась стандартная модель образования планет в приложении к газовым гигантам. Что-то там было не так, что-то не сходилось. Для газового гиганта, сконденсировавшего в себе газ массой в триста масс Земли, миллион лет на процесс образования - это слишком много. Юное Солнце сияло слишком ярко, слишком сильно грело газ и за такое долгое время рассеяло бы его своим излучением и не дало бы ему собраться вокруг Юпитера и Сатурна. "Если газовый гигант не может сформироваться быстро, - считает Томас Куинн, один из участников исследования, - то он, вероятно, не может сформироваться вообще".

Еще в 50-х годах астрофизики предположили, что газовые гиганты рождаются значительно быстрее, чем того требует стандартная модель. Правда, никто и подумать не мог, что их рождение занимает так мало времени. Да и вообще это была только гипотеза, которую в то время ничем нельзя было подтвердить. Появившиеся впоследствии компьютерные модели процесса образования планет были слишком грубы и ничего не давали. Собственно, главное, что сделали авторы статьи в Science, - существенно улучшили уже существовавшую математическую модель этого процесса, затратив на это два года работы.

Чтобы смоделировать процессы, происходящие с протопланетным диском из газа и пыли, из которого потом образовались все планеты Солнечной системы, ученые взяли в расчет миллионы частиц, вращающихся вокруг протосолнца, - в десять раз больше, чем в предыдущих моделях. Конечно, такие вещи сегодня можно считать только на суперкомпьютерах, да и то не на всяких. Результат превзошел все ожидания. Менее чем через тысячу смоделированных на суперкомпьютере лет образование планет завершилось - газ быстро собирался в сгустки, сгустки соединялись между собой, образуя две или три планеты, очень напоминающие своими параметрами наши газовые гиганты. От расчета к расчету планеты получались с массой от двух до двенадцати масс Юпитера, с вытянутыми орбитами, удаленными от Солнца на 320 радиусов земной орбиты.

Кстати, новая модель объясняет, почему два других гиганта Солнечной системы - Уран и Нептун - не имеют газовых "конвертов", наблюдаемых на Юпитере и Сатурне. Оказывается, в то время, когда эти планеты формировались, наше протосолнце еще не было таким одиноким и входило в кластер близко расположенных звезд. Уран и Нептун, внешние планеты нашей системы, находились в момент своего образования слишком близко от соседней звезды (она потом улетела). Она-то своим излучением и воспрепятствовала им собрать вокруг себя более или менее приличные газовые "конверты".

Новая модель не приводит к образованию землеподобных планет - они, по всей видимости, считает Куинн, образовывались в соответствии со стандартной теорией, то есть далеко не так быстро, как газовые гиганты, через случайные столкновения пылевых сгустков и небольших протопланет.

Как известно, на сегодня астрономы обнаружили более ста звезд, вокруг которых вращаются газовые гиганты, - все это, считает Куинн, является ярким подтверждением их теории, ибо если бы они рождались за миллионы лет, то встречались бы во Вселенной крайне редко. Планеты в основном имеют от одной до десяти масс Юпитера, и, вероятнее всего, все они образовались в соответствии с последними суперкомпьютерными расчетами. Единственное несоответствие - в том, что эти газовые гиганты находятся гораздо ближе к своим солнцам, чем требует новая теория. Но ученые не видят в этом ничего странного. Скорее всего, считают они, газовые гиганты рождаются вдалеке от своих звезд и лишь впоследствии приближаются к ним.