воскресенье, 11 марта 2012 г.

Пылевой диск — залог наличия планет земной группы

Пылевой диск — залог наличия планет земной группыИскать землеподобные планеты следует в системах звёзд с пылевыми дисками.

Шон Реймонд из Обсерватории Бордо (Франция) отмечает, что содержимое подобных образований рассеивается сравнительно быстро: например, его может выбросить в межзвёздное пространство из-за воздействия гигантских планет. Поэтому считается, что если астрономы замечают такие диски, то это означает их постоянное пополнение в результате столкновения небольших тел — остатков процесса планетообразования. И если диск относительно велик, то можно предположить, что система обладает довольно спокойной орбитальной динамикой и в ней могут образоваться скалистые миры.

Во внутренних областях диска твёрдые объекты формируются за 10–100 млн лет — в результате столкновений планетезималей размером с астероид и более крупных протопланет с габаритами Луны и Марса. Эти регионы не обладают достаточной массой для образования ядер гигантских планет: им приходится возникать во внешних областях подальше от звезды, где низкая температура позволяет водородным соединениям конденсироваться и слипаться в ледяные глыбы.

Считается, что газовые гиганты, как правило, формируются в течение первых миллионов лет после рождения протопланетного диска. Поэтому они могут оказать воздействие на внутренние области диска и повлиять на проходящие в них процессы планетообразования. Дабы выяснить, насколько сильным может быть эффект, г-н Реймонд и его коллеги провели моделирование процессов образования планет из пылевых дисков. Они рассмотрели несколько дисков, содержащих 500 планетезималей и 50 протопланет общей массой в девять земных на расстоянии 0,5–4 а. е. от звезды, а также три газовых гиганта на расстоянии 5–10 а. е. и, наконец, внешнюю область планетезималей массой 50–100 земных, отстоящих от звезды на 10–20 а. е. (аналог нашего пояса Койпера). Этим системам позволили развиваться 100–200 млн лет. В общей сложности было проведено более пятисот симуляций, на каждую из которых ушло от нескольких недель до полугода.

В зависимости от массы, орбиты и прочих характеристик дисков и объектов гравитационная неустойчивость, порождаемая газовыми гигантами, могла уничтожить все или почти все планетезимали и изменить расположение планет. Чем шире и массивнее внешние области диска, тем выше вероятность появления твёрдых планет, поскольку планетезимали в них способны уменьшить эксцентриситет орбиты газовых гигантов и тем самым понизить вероятность того, что гравитация гигантов выбросит скалистые миры прочь из системы.

Системы с менее массивными гигантами (вроде Нептуна) тоже имеют высокие шансы на образование землеподобных планет.

Самое интересное заключается в том, что с точки зрения результатов моделирования Солнечная система выглядит весьма нетипично, ведь у нас есть и скалистые планеты, и гиганты с относительно спокойной орбитальной динамикой, но нет пылевого диска. Объясняется это очень просто: его уже нет. Он существовал первые пятьсот миллионов лет после образования. Как и в случае с другими системами, в нём сталкивались и разрушались льдистые планетезимали. «Это был первобытный пояс Койпера, — говорит г-н Реймонд. — Мы полагаем, он содержал около 50 земных масс — по меньшей мере в 100 раз больше, чем его нынешний потомок».

Диск оказался рассеян примерно 3,8 млрд лет назад, во время периода поздней тяжёлой бомбардировки, когда гравитационная нестабильность заставила Юпитер и Сатурн отойти подальше от Солнца, а Уран и Нептун прямо-таки врезались в первобытный пояс Койпера. В результате тот подвергся практически полному уничтожению: его объекты оказались вытеснены в сторону Юпитера и Сатурна. Большинство было выброшено в межзвёздное пространство, и лишь малая часть покрыла кратерами Землю, Луну и прочие тела внутренней части Солнечной системы. Именно этим г-н Реймонд объясняет, в частности, почти идеально круглые орбиты Юпитера и Сатурна.

Так на кого же указывает моделирование, где искать-то? Похоже, одним из кандидатов следует считать систему η Ворона, диск которой может представлять собой результат столкновения между землеподобным миром и одной или несколькими кометами (этакий местный вариант поздней тяжёлой бомбардировки).

В то же время лишь каждая шестая звезда старше миллиарда лет имеет пылевой диск. Вероятно, подавляющее большинство звёзд просто не располагает достаточным количеством материала для формирования такого диска. Но это не означает, что в лишённых диска системах нет своих земель. «В качестве барометра можно рассматривать гигантские планеты, — отмечает г-н Реймонд. — Звёзды с гигантскими планетами на далёких орбитах с малым эксцентриситетом — прекрасная среда для формирования планет земного типа, а звёзды с гигантами, которые расположены близко или обладают большим эксцентриситетом, — плохая».

«В целом, — резюмирует учёный, — трудно сказать что-то определённое о звезде без пылевого диска. А вот звезда с таким диском, по моему мнению, имеет высокую вероятность появления планет земной группы. И если к тому же там нет "эксцентричной" гигантской планеты, то шансы ещё выше».

Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics; с препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Astrobio.net.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Космос":

Американцы вооружат истребители лазерной пушкой
Управление перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA) разрабатывает носимую систему лазерного оружия под названием HELLADS, которая больше похожа на реквизит к научно-фантастическому фильму. Лазер, созданный компанией General Atomics, сможет существенно изменить облик войн будущего. Вместо систем размером с пассажирский авиалайнер нам предлагают 150-киловаттный жидкостный лазер,...
  (читать дальше)

Нынешняя магнитная буря стала самой интенсивной с 2006 года
Магнитная буря, начавшаяся на Земле в четверг вечером и продолжающаяся до сих пор, стала самой интенсивной и продолжительной с декабря 2006 года, сообщил РИА Новости директор центра прогнозов космической погоды Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн (ИЗМИРАН) Сергей Гайдаш. "Это самое интенсивное и самое продолжительное геомагнитное возмущение с декабря 2006 года, ес...
  (читать дальше)

Ученые "вылечили" ослепший зонд "Венера-Экспресс"
Специалисты восстановили работоспособность навигационных звездных датчиков европейского зонда "Венера-Экспресс", которые вышли из строя несколько дней назад из-за мощной вспышки на Солнце, сообщает Европейское космическое агентство (ЕКА). В ночь на 7 марта на Солнце произошла рентгеновская вспышка класса X5.4 - самая мощная за последние семь месяцев, с 9 августа 2011 года, когда была зафиксирова...
  (читать дальше)

Магнитная буря, начавшаяся накануне, доросла до уровня сильной
Магнитная буря, начавшаяся на Земле в четверг вечером, после небольшого спада вновь набрала силу и к настоящему моменту достигла уровня G3 - уровня сильной магнитной бури, свидетельствуют данные центра прогноза космической погоды Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA). Магнитные бури на Земле начинаются, когда в магнитосферу планеты "ударяют" выброшенные Солн...
  (читать дальше)

У главы Роскосмоса появится еще один заместитель
Главе Федерального космического агентства (Роскосмоса) Владимиру Поповкину разрешено увеличить число заместителей до шести вместо пяти в настоящее время, в ведомстве появится один первый заместитель руководителя; соответствующее постановление правительства размещено в четверг на сайте кабинета министров. В настоящее время у Поповкина пять заместителей: Виталий Давыдов, имеющий также статус статс...
  (читать дальше)

Магнитная буря вновь началась на Земле
Вторая за сутки магнитная буря началась на Земле - в этот раз причиной геомагнитных возмущений стал долетевший до нашей планеты выброс солнечной плазмы, сопровождавший мощную рентгеновскую вспышку 7 марта, свидетельствуют данные центра прогноза космической погоды Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA). Фото: NOAA/SWPC Boulder Индекс геомагнитной активности по...
  (читать дальше)

Магнитная буря в ночь на 8 марта будет умеренной мощности
Магнитная буря средней мощности из-за вспышки класса Х5, случившейся на Солнце ночью 7 марта, может начаться на Земле в ночь на четверг, сообщил РИА Новости представитель "Института прикладной геофизики имени академика Е.Федорова" Росгидромета. "Активная область, сгенерировавшая эту вспышку, пока еще не достигла наиболее опасного, с точки зрения геоэффективных последствий, положения на солнечном...
  (читать дальше)

Астрономы-любители нашли в Галактике 5 тысяч звездных пузырей
Добровольцы-участники астрономического проекта Milky Way Project открыли в нашей Галактике более 5 тысяч "пузырей", которые "выдувают" звезды, - их оказалось значительно больше ожидаемого, а значит, процессы образования звезд в Млечном пути идут активнее, чем считалось ранее, сообщает НАСА. Гражданский научный проект Milky Way Project, подобный таким проектам как SETI@home (поиск сигналов внезем...
  (читать дальше)

Физики измерили ключевой параметр превращения нейтрино
Участники эксперимента с нейтринными детекторами Дайя-бэй (Daya Bay Reactor Neutrino Experiment) по исследованию "превращений" нейтрино - ученые из Китая, США, Чехии и России - измерили ключевой параметр этих превращений, что позволит понять, почему во Вселенной доминирует материя и почти нет антиматерии, говорится в сообщении научной группы. Наши точные измерения закончат описание нейтринных ос...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)