Фізики з Південно-Західного Дослідницького Інституту уточнили модель освіти планет Сонячної системи. Виявилося, що якщо збільшити час на формування ядер майбутніх планет, то комп'ютерне моделювання виявляється здатним пояснити виникнення газових гігантів. Дослідження опубліковано в журналі.
Астрономи ділять еволюцію Сонячної системи на дві великі стадії: утворення протопланет з протопланетного диска та їх міграцію на стійкі орбіти, що відповідають сучасному положенню. Цим стадіям відповідають дві основні моделі: по-перше, небулярна гіпотеза, що включає в себе формування зірки з газової хмари і виникнення протопланет, а по-друге, модель Ніцци, що набирає чинності після розсіювання протопланетного диска. Нова робота стикує ці моделі між собою.
Автори взяли в якості основи теорію утворення протопланет шляхом злиття частинок розміром від декількох сантиметрів до метра в протопланетному диску. Розрахунки, вироблені на її основі, раніше пояснювали тільки виникнення планет розміром з Землю. Однак, замість кількох масивних тіл, попередників газових гігантів, комп'ютерне моделювання передбачало утворення ще сотень планет земного типу. У новій роботі фізики сповільнили процес злиття частинок між собою настільки, щоб протоядри, що утворюються, встигали гравітаційно взаємодіяти один з одним.
Виявилося, що при таких взаємодіях протоядра можуть виштовхувати своїх побратимів з площини протопланетного диска, позбавляючи їх тим самим «просочення», необхідного для зростання планетезималей. Залежно від початкових умов нова модель передбачала освіту від одного до чотирьох масивних тел. Їх розташування добре узгоджується з моделлю Ніцци, що описує наступні події: міграцію планет у процесі формування Сонячної системи. За словами авторів, колектив по суті описав процеси, що призводять до початкових умов моделі Ніцци.
Більш ранні моделі припускали, що планети утворилися в результаті осадження речовини протопланетного диска на великі (близько кілометра в діаметрі) тіла, які злипалися між собою в процесі розвитку. Але досі вченим не вдавалося пояснити, як такий повільний процес міг призвести до утворення планет всього за кілька мільйонів років до повного розсіювання диска.