Наскільки великими можуть бути планети
Наскільки великими можуть бути планети

Наскільки великими можуть бути планети

Де пролягає невидима лінія між планетою та субзоряним об’єктом?

Визначення природи космічного тіла зазвичай залежить від його маси. Зорі визначаються як об'єкти з достатньою масою для запуску термоядерного синтезу водню в ядрі. Субзоряні об'єкти, навпаки, мають масу нижче цього порогу, який становить приблизно 80 мас Юпітера. У цьому діапазоні існують як планети, так і коричневі карлики, проте точна межа між ними залишається предметом наукових дискусій, пише 24 Канал.

Традиційним критерієм розмежування вважається здатність об'єкта підтримувати горіння дейтерію – важкого водню. Вважається, що для запуску цієї реакції об'єкт повинен мати масу не менше 13 мас Юпітера. Об'єкти, маса яких перевищує цю межу, класифікуються як коричневі карлики, або "зірки-невдахи", оскільки вони занадто масивні для планет, але недостатньо важкі для повноцінних зірок.

Проте горіння дейтерію триває недовго і мало впливає на подальшу еволюцію тіла, що робить цей критерій дещо довільним.

Розмір і маса

Цікаво, що фізичний розмір (радіус) об'єкта не завжди зростає пропорційно його масі. Об'єкти в діапазоні від однієї маси Юпітера до маломасивних зірок мають приблизно однаковий радіус. Це пояснюється властивостями виродженого газу: при збільшенні маси щільність зростає, але об'єм залишається майже незмінним.

Наприклад, газовий гігант HAT-P-67 b має радіус у два рази більший за юпітеріанський, але його маса становить лише близько третини маси Юпітера. Такі планети називають "роздутими". Причиною їхнього аномального розміру може бути вертикальна адвекція тепла з верхніх шарів атмосфери вглиб.

Альтернативні ідеї

Деякі вчені пропонують нове визначення, засноване на зв'язку маси та щільності. Згідно з цим підходом, газові гіганти та коричневі карлики утворюють єдину "послідовність газових планет" у діапазоні від 0,3 до 60 мас Юпітера. Межа у 0,3 маси Юпітера (приблизно 100 мас Землі) є точкою мінімальної щільності, яка відокремлює планети, де домінують водень та гелій, від менш масивних крижаних або кам'янистих світів.

Механізм формування

Також важливо враховувати механізм формування. Планети зазвичай утворюються в акреційних дисках навколо новонароджених зірок шляхом поступового накопичення пилу, гальки та газу. Натомість коричневі карлики можуть народжуватися подібно до зірок – у результаті гравітаційного колапсу газових хмар.

Дослідження екзопланети TOI-849b, яка має радіус Нептуна, але масу в 39 разів більшу за земну, показує, що існують і "невдалі газові гіганти", які втратили свою оболонку. Найважчим серед відкритих коричневих карликів є SDSS J0104+1535, маса якого у 90 разів перевищує масу Юпітера, хоча за розміром він може бути навіть меншим за Юпітер.

Теги по теме
Космос Техно
Источник материала
loader
loader