Свободно плавающие планеты обострили проблему нехватки массы при формировании планет

Астрономы столкнулись с новой загадкой: количество свободно плавающих планет в Млечном Пути может быть настолько велико, что ставит под сомнение современные теории формирования планет. Согласно исследованию, опубликованному на arXiv (2605.26216), наземные обзоры микролинзирования указывают на присутствие до 21 такой планеты на каждую звезду.

Авторы работы проанализировали массовый бюджет для формирования планет с учетом как связанных, так и свободно плавающих тел, а также короткопериодических планет. Выяснилось, что массы протопланетных дисков T Tauri недостаточно, чтобы обеспечить материалом все наблюдаемые планеты, даже если предположить стопроцентное превращение твердых частиц в планеты.

Более молодые диски класса 0/I могут частично решить проблему, но их масса обычно тоже не достигает требуемой величины, если учитывать переменную эффективность аккреции гальки или планетезималей. Если функция масс свободно плавающих планет действительно смещена в сторону малых тел (bottom-heavy), то для согласования теории с наблюдениями могут потребоваться более массивные ранние диски.

Однако существует и альтернативное объяснение: свободные планеты могут образовываться преимущественно в самых массивных дисках вокруг массивных звезд, потребляя большую часть их массы. Это привело бы к снижению встречаемости связанных планет у звезд высокой массы — и такой эффект действительно наблюдается в данных.

Для окончательного вывода необходимы точные ограничения на нижнюю часть функции масс планет. Если она окажется пикообразной, проблема недостающей массы исчезнет. Напротив, подтверждение её смещения в сторону малых масс может означать кризис в теории планетообразования, требуя радикального пересмотра механизмов формирования.

Новое исследование подчеркивает, что наземные обзоры микролинзирования играют ключевую роль в понимании популяции экзопланет и их эволюции. Дальнейшие наблюдения, включая космические телескопы, помогут разрешить неопределенность в функции масс.