На сегодняшний день открыто уже несколько тысяч планет за пределами Солнечной системы (экзопланет). При этом ближайшими к Земле являются экзопланеты в системе Проксима Центавра. Ученые лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) исследовали движение планетезималей (первичных тел, из которых образовались планеты) в сфере Хилла звезды Проксима Центавра. Полученные результаты могут быть интересны для понимания движения тел в некоторых других экзопланетных системах, особенно в системах с одной доминирующей планетой. Результаты опубликованы в журнале «Астрономический вестник» (Ипатов, 2023).

Сфера Хилла – это пространство вокруг звезды, в котором она способна удерживать свой спутник. Рассматривалось движение планетезималей, первоначально находившихся в зоне питания планеты Проксима Центавра с, на расстояниях от звезды от 500 а. е. до радиуса сферы Хилла звезды, равного 1200 а. е.

В рассмотренной безгазовой модели основной выброс планетезималей из большей части зоны питания почти сформировавшейся планеты с на орбиты с афелийными (максимальными) расстояниями, большими 500 а. е., происходил в течение первых 10 млн лет. Только для планетезималей, первоначально находившихся на краях зоны питания планеты, доля планетезималей, достигших 500 а. е. за время большее 10 млн лет, была больше половины. Отдельные планетезимали могли достигать внешней части сферы Хилла звезды и через сотни миллионов лет. Около 90 % планетезималей, достигших 500 а. е. от звезды Проксима Центавра, достигли 1200 а. е. от звезды менее, чем за 1 млн лет, при современной массе планеты с. При этом не более 2 % планетезималей, имевших афелийные расстояния орбит между 500 и 1200 а. е., двигались по таким орбитам в течение более 10 млн лет (но менее нескольких десятков миллионов лет).

При массе планеты, равной половине массы планеты с, доля планетезималей, увеличивших афелийные расстояния своих орбит с 500 до 1200 а. е. менее, чем за 1 млн лет, была около 70–80 %. В рассмотренной модели во внешней части сферы Хилла звезды диск планетезималей был довольно плоским. Наклонения i орбит более 80 % планетезималей, достигших 500 или 1200 а. е. от звезды, не превышали 10 градусов. При современной массе планеты с в среднем по всем вариантам расчетов доля таких планетезималей с наклонениями i >20^o не превышала 1 %.

Полученные результаты могут быть интересны для понимания движения тел в некоторых других экзопланетных системах, особенно в системах с одной доминирующей планетой. Сильно наклоненные орбиты тел во внешней части сферы Хилла звезды Проксима Центавра могут быть только в основном за счет тел, пришедших в сферу Хилла извне. Радиус сферы Хилла звезды Проксима Центавра на порядок меньше радиуса внешней границы уплощенного облака Хиллса в Солнечной системе и на два порядка меньше радиуса сферы Хилла Солнца. Поэтому трудно ожидать существования у этой звезды столь же массивного аналога облака Оорта, как у Солнца.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Источник: ГЕОХИ РАН.