Молодые планетные системы нередко напоминают поле битвы, поскольку их формирование связано с хаотичными столкновениями, что видно на изрытом кратерами поверхности Луны. Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили, как мощные удары между планетами могут генерировать долгоживущие сейсмические волны, которые современные телескопы, такие как космический телескоп Джеймс Уэбб, могут зарегистрировать. Препринт их работы размещён на портале arXiv.
В своих исследованиях ученые сосредоточились на гипотетическом столкновении молодого газового гиганта с более массивной планетой, выбрав в качестве объекта экзопланету Бета Живописца b. Этот «супер-Юпитер», имеющий массу, в 13 раз превышающую массу Юпитера и возраст всего 12–20 миллионов лет, вероятно, содержит от 100 до 300 земных масс тяжелых элементов, что могло стать результатом серии слияний с другими планетами.
Исследователи смоделировали сценарий, в котором планета, аналогичная Нептуну (17 земных масс), сталкивается с Бета Живописца b. Выяснилось, что такой удар может вызвать различные сейсмические колебания, включая поверхностные волны (f-моды), напоминающие рябь на воде, и акустические волны (p-моды), проникающие внутрь планеты.
Эти колебания могут сохраняться в течение миллионов лет и изменять яркость планеты в инфракрасном диапазоне, что способен зафиксировать телескоп Уэбб. Он не регистрирует их напрямую, а фиксирует изменения яркости, связанные с этими колебаниями.
«Сейсмология предоставляет способ для изучения внутренних структур гигантских планет», — отметили авторы исследования. По их расчетам, если удар произошел 9–18 миллионов лет назад, телескоп уже может улавливать его последствия.
Ранее физики впервые смогли извлечь квантовые объекты из многомерных запутанных состояний. Что вы об этом думаете?