Массивная экзопланета, вращающаяся вокруг маленькой звезды, ставит под сомнение теории формирования планет
Планета, масса которой равна массе Нептуна и более чем в 13 раз превышает массу Земли, была обнаружена на орбите сверххолодной М-карликовой звезды LHS 3154, которая в девять раз менее массивна, чем наше Солнце. М-карликовая звезда - это самая маленькая и самая холодная звезда.
Планета, получившая название LHS 3154b, вращается вокруг звезды, совершая одну орбиту каждые 3,7 земных суток, что делает ее самой массивной из известных планет на близкой орбите вокруг одной из самых холодных и маломассивных звезд во Вселенной, говорится в новом исследовании, опубликованном в четверг в журнале Science. Оно меняет представление ученых о формировании планетарных систем.
"Это открытие подчеркивает, как мало мы знаем о Вселенной", - сказал в своем заявлении соавтор исследования Суврат Махадеван, профессор астрономии и астрофизики Университета Пенсильвании Верн М. Вилламан. "Мы не ожидали, что вокруг такой маломассивной звезды может существовать планета такой массы".
Звезды образуются из больших облаков газа и пыли, а остатки материала создают вокруг звезды диск, в котором впоследствии рождаются планеты. Количество материала, присутствующего в дисках вокруг звезд, определяет, насколько массивными могут быть планеты, формирующиеся вокруг них. А материал диска во многом зависит от массы звезды.
Например, в галактике Млечный Путь чаще всего встречаются карликовые звезды с малой массой M, и вокруг них обычно вращаются небольшие каменистые планеты, а не газовые гиганты.
"Ожидается, что планетарный диск вокруг маломассивной звезды LHS 3154 не обладает достаточной массой для образования планеты", - говорит Махадеван. "Но она там есть, и теперь нам нужно пересмотреть наше понимание того, как формируются планеты и звезды".
Пригодная для жизни зона
Планета вращается вокруг звезды, расположенной на расстоянии около 51 светового года от Солнца, и была обнаружена с помощью прибора Habitable Zone Planet Finder, или HPF, установленного на телескопе Хобби-Эберли в обсерватории Макдональда в Техасе.
Группа ученых под руководством Махадевана создала HPF, который был разработан для обнаружения планет, вращающихся в обитаемой зоне небольших холодных звезд. Пригодная для жизни зона - это расстояние от звезды, на котором планета достаточно теплая, чтобы на ее поверхности могла существовать жидкая вода и потенциально могла существовать жизнь.
Более низкая температура поверхности малых звезд означает, что планеты могут вращаться вокруг них гораздо ближе и при этом сохранять на своей поверхности такие хрупкие элементы, как вода. Когда планеты тесно обращаются вокруг своих звезд, гравитационное притяжение между двумя телами создает заметное колебание, которое HPF может обнаружить в инфракрасном свете.
"Подумайте об этом так, как будто звезда - это костер. Чем больше огонь остывает, тем ближе к нему нужно подходить, чтобы согреться", - говорит Махадеван. "То же самое верно и для планет. Если звезда холоднее, то планета должна быть ближе к ней, чтобы быть достаточно теплой и содержать жидкую воду. Если планета находится на достаточно близкой орбите к ультрахолодной звезде, мы сможем обнаружить ее, увидев очень тонкие изменения в цвете спектра или света звезды, когда на него воздействует орбитальная планета".
Планетарная головоломка
По словам соавтора исследования Меган Деламер (Megan Delamer), аспирантки астрономического факультета Пенсильванского университета, на основе моделирования и анализа исследовательская группа считает, что планета имеет тяжелое ядро, которое требует большего количества твердого материала в планетообразующем диске, чем, вероятно, присутствовало вокруг звезды.
По оценкам исследователей, количество пыли в диске должно быть как минимум в 10 раз больше, чем обычно обнаруживается в дисках вокруг маломассивных звезд.
"Наши нынешние теории образования планет с трудом учитывают то, что мы видим", - сказал Деламер в своем заявлении. "Судя по текущим исследованиям с помощью HPF и других инструментов, объект, подобный тому, который мы обнаружили, скорее всего, крайне редок, поэтому его обнаружение было действительно захватывающим".
Было обнаружено несколько массивных планет, вращающихся вокруг маломассивных звезд, например, планета GJ 3512 b, открытая в 2019 году, но их орбитальные периоды гораздо длиннее, и планеты не обращаются вокруг своих звезд так близко.
"То, что мы обнаружили, является экстремальной проверкой для всех существующих теорий формирования планет", - говорит Махадеван. "Именно для этого мы и создавали HPF, чтобы выяснить, как самые распространенные звезды в нашей галактике формируют планеты, и найти эти планеты".
Lesen Sie auch:
Источник: edition.cnn.com
