Поздний приток газа объяснил формирование далеких гигантов и кольца в дисках
Астрофизики смоделировали влияние позднего притока газа на формирование планет в протопланетных дисках. Оказалось, что дополнительный газ может кардинально изменить эволюцию диска и спровоцировать быстрое появление газовых гигантов на больших расстояниях от звезды.
В работе, опубликованной на arXiv, исследователи использовали комплексную модель, объединяющую процессы коагуляции и динамики пыли, формирования планетезималей, N-тел гравитации, роста планет и их взаимодействия с диском. Ключевым фактором стал поздний приток газа, который создает перепады давления и способствует накоплению пыли.
Результаты показали, что обилие пыли и барьер для миграции, создаваемый притекающим газом, позволяют газовым гигантам формироваться всего за один миллион лет даже на орбитах около 70 астрономических единиц. Это значительно быстрее, чем предсказывали предыдущие теории.
Образовавшиеся гиганты своим гравитационным воздействием создают вторичные структуры в диске, что способствует формированию новых поколений планетезималей. Модель предсказывает разнообразные конфигурации планетных систем, а сами планетезимали приобретают динамические свойства, зависящие от эпохи их рождения.
Авторы отмечают, что это напоминает популяции малых тел во внешней части Солнечной системы. Кроме того, как вызванные притоком, так и созданные планетами структуры хорошо видны на синтетических наблюдениях в миллиметровом диапазоне — они выглядят как множественные кольца, похожие на те, что регулярно фиксирует массив ALMA.
Исследование предлагает новый взгляд на происхождение далеких газовых гигантов, долгоживущий процесс формирования планетезималей и природу дисков со сложной кольцевой структурой. Модель позволяет связать наблюдаемое разнообразие планетных систем с единым механизмом позднего притока газа.
