Ранние этапы формирования планет-гигантов оказались короче, чем предполагали астрономы. Новые расчеты показывают, что экзопланеты массой с Юпитер могут возникать всего за миллион лет. Это противоречит прежним моделям, согласно которым газовые гиганты накапливают материал за 3–5 миллионов лет.
Ученые из Университета Огайо проанализировали состав семи экзопланет и сравнили их с Юпитером и Сатурном. Выяснилось, что эти миры содержат необычно много тяжелых элементов — их металличность указывает на быстрое поглощение твердых веществ в молодых протопланетных дисках. По оценкам ученых, некоторые планеты успели накопить до 50 масс Земли в виде металлов и силикатов, тогда как в Солнечной системе аналогичный резерв не превышал 30–50 земных масс.
Такие объемы материала могли быть доступны лишь в первые 2 миллиона лет существования диска. Это объясняет, почему Юпитер, судя по последним данным, сформировался раньше, чем предполагали. Кроме того, стремительное образование гигантов влияет на всю систему: их гравитация меняет орбиты меньших планет, что, вероятно, объясняет малые размеры Марса и необычную орбиту Меркурия.
Открытие ставит под сомнение классические теории планетообразования. Если аккреция происходит быстрее, чем считалось, это требует пересмотра как модели «снизу вверх», так и альтернативных сценариев вроде гравитационной нестабильности. По словам авторов, новые данные заставляют искать объяснения, почему некоторые системы производят гиганты так быстро, а другие — нет.
Изучение экзопланет, таким образом, не только расширяет знания о далеких мирах, но и помогает уточнить историю нашей собственной Солнечной системы.