Компьютерра: Журнал "Компьютерра" №765-766

Планета HD 189733b, находящаяся примерно в 63 световых годах от нас в тусклом созвездии Лисичка, была открыта еще в 2005-м. Этот горячий газовый гигант размером чуть больше Юпитера вращается вблизи своей звезды и потому разогрет примерно до полутора тысяч градусов. Планета успевает облететь звезду за 2,2 дня, удачно пролетая между Землей и звездой, заслоняя ее свет от нас. Это обстоятельство и большие размеры планеты, достигающие 15% от диаметра звезды, значительно облегчают ее наблюдение.

С помощью орбитальных телескопов Спитцера и Хаббла уже была получена карта температуры поверхности HD 189733b, найдены следы метана и углекислого газа, но вот с водой как-то не заладилось. Разные команды трижды наблюдали планету с помощью орбитальных телескопов и получили противоречивые данные. Дважды следы воды нашлись, а один раз ее не обнаружили вовсе, хотя, согласно теории, в атмосфере таких планет воды должно быть много.

Чтобы разрешить противоречие, ученые применили новый метод наблюдений. Запись сигнала производилась в два этапа: когда планета частично заслоняла свою звезду и в тот момент, когда она была с другой стороны от нее. Затем, вычтя один сигнал из другого, исследователи выделили излучение только планеты и в ее инфракрасном спектре обнаружили явные признаки наличия воды.

Разумеется, несмотря на присутствие воды и других характерных для обитаемого мира газов, из-за высокой температуры на этой планете мало шансов найти жизнь. Но новый метод можно с успехом применять и для сравнительно небольших каменистых планет вроде нашей Земли. Однако пока из-за более слабого сигнала от малых холодных планет чувствительности современных телескопов для этого явно недостаточно. Зато у их преемников, которые планируется запустить на орбиту, чувствительности для таких поисков уже должно хватить. ГА

Как вокруг молодых звезд образуются планеты? Вопрос вновь открыт - численное моделирование, осуществленное преподавателем Университета Сан-Франциско Джозефом Барранко (Joseph Barranco) показало, что общепринятый сценарий образования планет не работает.

С семидесятых годов прошлого века считалось, что ранняя стадия образования планет из вращающегося вокруг молодой звезды кольцевого облака газа и пыли определяется гравитационной неустойчивостью Кельвина-Гельмгольца. Согласно этому сценарию, пыль в кольце постепенно скапливается в его центре, становясь все плотнее. Это происходит до тех пор, пока не достигается критическая плотность, и из-за неустойчивости пыль собирается в комки километровых размеров, которые затем сталкиваются друг с другом, слипаются и образуют планеты.

Эта модель была двухмерной и не учитывала силу Кориолиса.

Кроме того, модель пренебрегала сдвиговым трением различных слоев пылевого диска друг о друга, которое возникает из-за того, что в центре диска пыль и газ вращаются вокруг звезды несколько быстрее, чем по его краям. Численные расчеты тоже велись по двухмерным моделям и подтверждали выводы теории.

Было ясно, что силы Кориолиса будут только усугублять гравитационную неустойчивость, тогда как различия в скорости газа и пыли могут стабилизировать вращение диска. Но никто не предавал этим тонкостям большого значения.

Барранко первым произвел трехмерные расчеты с учетом сил Кориолиса и различий в скорости газа и пыли в диске.

Он обнаружил, что разница в скоростях движения пыли и газа вскоре приводит к возникновению турбулентности, как в быстром бурлящем потоке воды, которая все перемешивает и подавляет гравитационную неустойчивость. Как же тогда образуются планеты?

Барранко считает, что надо продолжать исследования. Возможно, в еще более детальных и точных расчетах окажется, что несмотря на турбулентное перемешивание тонкий плотный слой пыли все же остается в центре диска и там возникает гравитационная неустойчивость. А быть может, действительный механизм начальной стадии образования планет совершенно иной. И тут открывается широкое поле для гипотез. Но как-то ведь планеты должны рождаться, раз уж мы живем на одной из них. ГА

Галактион Андреев

Александр Бумагин

Владимир Головинов

Евгений Золотов

Денис Коновальчик

Игорь Куксов

Дмитрий Шабанов

Виктор Шепелев