Больше, чем Юпитер: новые открытия показали, как экзопланеты дорастают до субзвёзд
В холодных просторах космоса, где температура падает до минус 270 градусов Цельсия, наша Солнечная система раскрывает свое богатство: восемь планет, пять карликовых и почти тысяча спутников. Каменистые миры внутренней зоны контрастируют с газовыми исполинами внешних орбит, где Юпитер доминирует радиусом в 11 раз и массой в 318 раз превышающей земную. Однако каталог экзопланет, насчитывающий тысячи объектов, бросает вызов этим масштабам — обнаружены супергиганты, в разы превосходящие Юпитер.
Ключевой вопрос эволюционирует: существуют ли физические барьеры для роста планет? Недавнее исследование команды из Калифорнийского университета в Сан-Диего, опубликованное в Nature Astronomy, анализирует геохимию газовых гигантов в системе HR 8799, используя спектральные данные телескопа Джеймса Уэбба. Это открытие серы в атмосферах экзопланет не только подтверждает механизмы аккреции, но и размывает грань между планетами и субзвездами.
"Спектральный анализ JWST в системе HR 8799 подтверждает наличие тяжелых элементов, таких как сера, что указывает на классический путь core accretion, аналогичный юпитерианскому. Это расширяет диапазон возможных планетарных масс до 10 масс Юпитера, опровергая устаревшие модели быстрого коллапса."
астроном, кандидат физико-математических наук и обозреватель издания Ecosever Ирина Громова
- Гиганты Солнечной системы и их аналоги
- Спектральный прорыв JWST в HR 8799
- Физические пределы планетарного роста
Гиганты Солнечной системы и их аналоги
Юпитер, с массой 1,898×1027 кг, аккумулировал газ из протопланетного диска на расстоянии 5,2 а. е., где плотность материи позволяла ядру из льда и silikatов достичь критической массы в 10-20 земных. Аналогично Сатурн, но слабее гравитационно сжатый. Внешние регионы Солнечной системы скудны, но события вроде таинственного исчезновения сверхгиганта в Андромеде напоминают о динамике звездных окрестностей, где формируются экзопланеты.
Экзопланеты расширяют спектр: супер-Юпитеры массой 5-13 M_Jup встречаются часто, их спектры богаты металлами. Модели аккреции предсказывают верхний предел около 13 масс Юпитера, за которым начинается дейтерийное горение — признак коричневых карликов.
Спектральный прорыв JWST в HR 8799
Система HR 8799, в 133 световых годах, содержит четыре гиганта на орбитах 15-70 а. е., массы 5-10 M_Jup. JWST зафиксировал H2O, CO, CO2, CH4 и H2S — серу впервые в экзопланетах. Это обогащение тяжелыми элементами (металличность выше звезды) подтверждает core accretion на больших дистанциях, где ледяные ядра растут медленно.
По словам Куинна Конопаки из UCSD, старые модели устарели: газовые гиганты формируют ядра далеко от звезды. Сера отличает планеты от коричневых карликов, лишенных таких следов.
"Обнаружение серы в HR 8799 подчеркивает универсальность планетарных процессов в разных системах, аналогично эволюции галактик, где химическая эволюция определяет будущие миры."
астроном, кандидат физико-математических наук, профессор и обозреватель издания Ecosever Михаил Корнеев
Физические пределы планетарного роста
Гравитационный коллапс диска ограничивает планеты ~13 M_Jup: выше — дейтерий зажигается, объект становится субзвездой. Кометы и газовые облака, как C/2026 A1, иллюстрируют исходные материалы. JWST данные предполагают рост до 20-30 M_Jup возможен, но редко.
Будущие наблюдения уточнят границу, влияя на поиски жизни: массивные газовые миры могут стабилизировать системы.
FAQ: ответы на ваши вопросы
- Что такое супер-Юпитеры? Газовые гиганты массой 5-13 M_Jup, формирующиеся как Юпитер, но крупнее.
- Почему сера важна? Указывает на аккрецию тяжелых элементов, отличая планеты от коричневых карликов.
- Есть ли предел размера планеты? Около 13 M_Jup по дейтерийному горению; выше — субзвезды.
- Как JWST меняет модели? Подтверждает медленный рост ядер на дальних орбитах.
Читайте также
Подписывайтесь на Экосевер
