За межами Сонячної системи є багато дивних і чудових планет , але планета, яку відкрили нещодавно, виявилася справжнім дивом.
Екзопланета TOI-5205b — газовий гігант приблизно такого ж розміру та маси, як Юпітер , що обертається навколо червоного карлика TOI-5205. Але в цьому немає нічого незвичайного; Планети весь час обертаються навколо зірок.
Незвичним є розмір TOI-5205 порівняно з екзопланетою розміром з Юпітер. Зірка не вчетверо більша за радіус своєї планети, вона становить трохи менше 40 відсотків радіуса та маси Сонця. Крім того, орбіта TOI-5205b незручно близька, обходячи навколо червоного карлика кожні 1,6 дня.
Це один із перших випадків, коли така велика екзопланета була знайдена на орбіті такого крихітного червоного карлика, і астрономи не зрозуміли, як виникла така дивна пара. Це суперечить нашому поточному розумінню формування планет.
«Основна зірка, TOI-5205, приблизно в чотири рази більша за Юпітер, — каже астроном Шубхем Канодія з Наукового інституту Карнегі, — але вона якимось чином зуміла сформувати планету розміром з Юпітер, що є досить дивним. “
Червоні карлики — це найменші зірки головної послідовності, які ми знаємо; менше, і ми починаємо повертати на територію коричневих карликів, не зовсім зірок. Вони мають низьку масу, яскравість і тепло, спалюють свої запаси водню настільки повільно, що прогнозована тривалість їх життя може сягати трильйонів років , набагато довше, ніж поточний вік Всесвіту 13,8 мільярда років.
Через те, що вони такі малі та тьмяні, червоних карликів неможливо побачити неозброєним оком; але вони найбільші зірки в Чумацькому Шляху. Проте з 5250 екзопланет , підтверджених на момент написання статті, лише 240 обертаються навколо червоних карликів; лише близько дюжини з них розміром з Юпітер або більше.
Те, що ми розуміємо про формування планет, свідчить про те, що такі пари зірок і екзопланет малоймовірні. Зірки утворюються зі згустків у щільних хмарах газу та пилу. Коли вони ростуть, матеріал навколо них об’єднується в диск, який потрапляє в дитячу зірку, схоже на воду, що крутиться в каналізації. Коли зірка стає достатньо масивною, вона випускає потужні вітри , які здувають найближчий матеріал, припиняючи ріст зірки.
Те, що залишилося в цьому диску, утворює об’єкти, які обертаються навколо зірки, збираючись разом і поступово перетворюючись на планети. Щоб створити газовий гігант, наше поточне моделювання припускає, що приблизно 10 земних мас матеріалу кам’яного диска потрібно для створення планетарного ядра, яке потім накопичує газ для створення гігантської розширеної атмосфери. Цей процес також має відбутися відносно швидко, перш ніж маленька зірка винесе залишки диска.
Наші моделі також показують, що крихітна червона карликова зірка не повинна мати достатньо матеріалу на своєму диску, щоб цей процес відбувся протягом необхідного періоду часу.
«Існування TOI-5205b розширює те, що ми знаємо про диски, в яких народжуються ці планети», — каже Канодія .
«Спочатку, якщо в диску недостатньо кам’яного матеріалу для формування початкового ядра, тоді неможливо сформувати газову планету-гігант. І в кінці, якщо диск випарується до того, як утвориться масивне ядро, тоді не може утворити планету газового гіганта. І все ж TOI-5205b утворилася, попри ці огорожі. Виходячи з нашого номінального поточного розуміння утворення планет, TOI-5205b не повинна існувати; це «заборонена» планета».
Екзопланету було виявлено на основі транзитів, коли світ, що обертається, проходить між нами та зіркою-господарем. Цей уривок приглушує світло зірки; якщо відома власна яскравість зірки, астрономи можуть обчислити розмір екзопланети. Гравітаційна взаємодія між зіркою та екзопланетою також змушує зірку злегка «гойдатися» на місці, і вимірювання цього коливання дозволяє астрономам обчислити масу екзопланети.
На основі цих спостережень Канодія та його команда виявили, що екзопланета в 1,08 рази більша за масу та в 1,03 рази радіус Юпітера. Це 27,2 відсотка радіуса зірки, що становить 39,4 і 39,2 відсотка маси та радіуса Сонця відповідно.
Це здається екстремальним, але ще більш захоплюючим є те, що TOI-5205b не єдиний. У документі, нещодавно завантаженому на сервер препринтів arXiv і прийнятому для публікації, розповідається про відкриття TOI-3235b , екзопланети, маса якої в 0,665 раза і радіуса в 1,07 рази більша за Юпітер, що обертається навколо червоного карлика з масою в 0,394 раза і радіусом в 0,37 раза більше Юпітера. Нд, з періодом 2,6 доби.
А у 2021 році астрономи оголосили про відкриття TOI-519b , газового гіганта з масою в 14 разів і радіусом в 1,07 раза Юпітера, який обертається навколо червоного карлика з масою і радіусом Сонця в 0,37 раза з періодом 1,27 дня. .
Тож ці екзопланети можуть існувати, хоча й рідко. Це буде залежно від майбутньої роботи, щоб з’ясувати, як це зробити. На щастя, транзити цих екзопланет можуть допомогти.
Світло від зірки змінюється, коли воно проходить через атмосферу екзопланети; за допомогою потужного інфрачервоного телескопа, такого як JWST, ці зміни можна вивчити в найдрібніших деталях, щоб визначити, з чого складається ця атмосфера.
Можливо, вони також будуть містити підказки, які ведуть до розгадки цієї захоплюючої таємниці.
