LHS 1903: планетная система, вывернутая наизнанку
На протяжении долгого времени астрономы были уверены в фундаментальном принципе устройства планетных систем: у любой звезды, как и у нашего Солнца, ближайшие орбиты занимают каменистые миры, а на дальних подступах, в холоде и мраке, находятся газовые гиганты. Эта космическая закономерность казалась незыблемой аксиомой. Однако новое открытие, сделанное международной группой ученых под руководством Томаса Уилсона из Уорикского университета, не просто ставит эту аксиому под сомнение, а буквально переворачивает ее с ног на голову. Используя возможности телескопа CHEOPS, исследователи изучили систему звезды LHS 1903 и обнаружили там мир, который не должен был там существовать.
Система красного карлика LHS 1903 изначально не предвещала сенсации. Холодная и тусклая звезда оказалась обладательницей довольно типичного набора планет: ближайший к светилу мир был каменистым, а следовавшие за ним два — газовыми. Такая конфигурация идеально вписывалась в классическую модель формирования, согласно которой излучение звезды попросту сдувает легкие газовые оболочки с внутренних планет, оставляя лишь голые скалистые ядра.
Газ же, в свою очередь, конденсируется и накапливается лишь вдали от звезды, формируя массивные гиганты. Все шло по накатанной схеме ровно до того момента, пока команда доктора Уилсона не решила присмотреться к окраинам этой системы. То, что они увидели на самой дальней орбите, повергло их в замешательство: четвертая планета, которая по логике должна была представлять собой еще один газовый шар или ледяного гиганта, оказалась каменистой.
Это открытие, подробно описанное в журнале Science, мгновенно сделало систему LHS 1903 уникальной аномалией — своего рода космическим Франкенштейном, где элементы собраны в неправильном порядке. «Это странное нарушение порядка делает ее уникальной системой, вывернутой наизнанку», — комментирует Томас Уилсон.
Перед учеными встал вопрос: как твердая планета смогла сформироваться так далеко от звезды, в регионе, где обычно царит газ? Первоначальные гипотезы о космической «рокировке» (обмене орбитами между планетами) или о катастрофическом столкновении, лишившем планету атмосферы, были отвергнуты после детального анализа. Это означало, что планета сформировалась именно там, где находится сейчас, и именно в таком виде.
Разгадка, предложенная исследовательской группой, оказалась не менее революционной, чем само открытие. Традиционная модель предполагает, что все планеты в системе рождаются более или менее одновременно из единого протопланетного диска. Но наблюдения за LHS 1903 указывают на совершенно иной сценарий, который ученые называют «формированием изнутри наружу». Согласно этой теории, планеты в этой системе рождались не одновременно, а последовательно, словно матрешки, одна за другой, начиная с самой близкой к звезде. Каждый новый мир, возникая из пыли и газа на окраине системы, по очереди «опустошал» доступные запасы строительного материала.
К тому моменту, когда пришла очередь формироваться дальней, четвертой планете, в космическом «буфете» системы LHS 1903 закончилось самое главное блюдо — газ. Будущий мир просто не смог найти достаточно вещества, чтобы нарастить себе пышную газовую оболочку. Ему достались лишь остатки пыли и каменистых обломков.
«К моменту образования этой последней внешней планеты система, возможно, уже исчерпала запасы газа, который считается жизненно важным для формирования планет. И все же перед нами небольшой каменистый мир, вопреки ожиданиям. Похоже, мы нашли первые свидетельства существования планеты, образовавшейся в среде с недостатком газа», — объясняет Томас Уилсон.
Значение этого открытия выходит за пределы одной далекой системы. Оно наносит удар по антропоцентричному взгляду на Вселенную, который до сих пор невольно заставляет нас считать Солнечную систему неким эталоном.
Как отмечает научный сотрудник ЕКА Исабель Реболлидо, настало время пересматреть теории, основанные лишь на локальном примере. Система LHS 1903 демонстрирует, что пути эволюции экзопланет гораздо более разнообразны и сложны, чем мы могли себе представить. Она показывает, что ключевую роль в судьбе планеты играет не только расстояние до звезды, но и время ее рождения.