Все как-то уже привыкли к тому, что американский космический телескоп «Кеплер» находит экзопланеты пачками. На прошлой неделе руководители миссии объявили о том, что определено уже 2 326 кандидатов — с февраля пул вырос почти вдвое.

А вот к чему эксперты пока не могут привыкнуть, так это к высокой (от одной трети до половины) доле объектов, которые больше Земли, но меньше Нептуна. Само их существование (не говоря уже о многочисленности) противоречит традиционным моделям формирования планетных систем, к тому же большинство вращается вокруг звёзд на сравнительно малых расстояниях, что уж совсем необъяснимо.

Распределение масс экзопланет (в массах Юпитера) на оси абсцисс и периодов их обращения вокруг звезды (в земных сутках) на оси ординат. (Изображение журнала Nature.)

Создатели текущих моделей руководствовались примером Солнечной системы и довольно рано пришли к представлению об аккреции протопланетного диска. Пыль постепенно слипалась в небольшие планетезимали из камня и льда, которые затем сталкивались и объединялись. Внутренняя часть диска содержала слишком мало материала, поэтому планеты могли дорасти только до размера Земли, тогда как во внешней части объекты набирали десять и более земных масс, благодаря чему притягивали к себе большие объёмы газа и приобретали гигантские размеры.

Начиная с 1995 года, однако, астрономы стали обнаруживать планеты размером с Юпитер, находящиеся очень близко к своим звёздам. Теоретики пересмотрели свои модели, поместив туда «горячие юпитеры», которые формировались далеко от звезды, а затем приближались к ней. Но и в этих построениях суперземли должны либо становиться газовыми гигантами, либо поглощаться звездой. Их просто не должно быть!

«Кеплер» определяет размер планеты по тому количеству света, которое она блокирует, проходя перед звездой. Массу можно вычислить по «покачиванию» звезды, вызванному силой тяжести планеты.

Удалось выяснить, что некоторые суперземли имеют низкую плотность — вероятно, обладают небольшим твёрдым ядром, окружённым большим количеством газа. Сотрудник проекта «Кеплер» Джек Лиссауэр из Исследовательского центра НАСА им. Эймса полагает, что такие планеты начинали как маленькие ядра во внешней части своей системы. Они не смогли накопить достаточно газа, чтобы превратиться в гигантов, и в результате остались с большой, но разреженной атмосферой. Постепенно она охладится и уменьшится.

Но эта модель не объясняет наличие суперземель помельче и поплотнее. К тому же остаётся непонятным, каким образом планеты этого типа могли оказаться так близко к своим звёздам. Быть может, планетезимали сначала мигрировали, а уж потом приступали к аккреции, как считает астрофизик Норм Мюррей из Университета Торонто (Канада)?

Подготовлено по материалам Nature News.