Астрономы наблюдали уникальную планетарную систему в 350 световых годах от нас, которая раскрывает, как формируются наиболее распространенные типы экзопланет — суперземли и мини-Нептуны. Команда исследователей во главе с Джоном Ливингстоном изучила четыре молодые планеты, вращающиеся вокруг звезды, похожей на Солнце, под названием V1298 Tau, и обнаружила, что эти миры активно испаряются под воздействием интенсивного звездного излучения. Это открытие дает редкий взгляд на ранние стадии эволюции планет, объясняя, почему эти планеты доминируют в галактическом ландшафте, оставаясь при этом странно отсутствующими в нашей собственной Солнечной системе.
Планетарный питомник системы V1298 Tau
Система V1298 Tau примечательна тем, что она молода — всего 23 миллиона лет — и ее четыре планеты вращаются чрезвычайно близко к своей звезде. Эти миры, обнаруженные в 2019 году, имеют радиусы от пяти до десяти раз больше земного, что делает их необычно большими для их близости к звезде. Исследовательская группа использовала «вариации времени прохождения» (TTV) для измерения массы каждой планеты. TTV возникают, потому что планеты гравитационно тянут друг друга, вызывая небольшие задержки или ускорения в их орбитах, которые астрономы могут обнаружить, наблюдая за прохождением планет перед своей звездой.
Роль звездного излучения
Измерения подтвердили, что эти планеты имеют исключительно низкую плотность и теряют свои атмосферы в космос посредством процесса, называемого фотоиспарением. Это происходит, когда экстремальное ультрафиолетовое излучение и рентгеновские лучи от звезды нагревают планетарные атмосферы, заставляя их расширяться и в конечном итоге сдуваться звездным ветром. Две внутренние планеты, вероятно, станут скалистыми суперземлями, в то время как две внешние могут эволюционировать в мини-Нептуны, в зависимости от того, сколько атмосферы они сохранят.
«Впервые взвесив эти планеты, мы предоставили первое наблюдательное доказательство… Они действительно исключительно пухлые, что дает нам важнейший, давно ожидаемый ориентир для теорий эволюции планет.» — Тревор Дэвид, Институт Флэт Айрон
Почему это важно: отсутствующие планеты нашей Солнечной системы
Суперземли и мини-Нептуны — наиболее распространенный тип планет, обнаруженных за пределами нашей Солнечной системы. Однако в нашем собственном планетном районе отсутствует один из этих миров. Понимание того, как они формируются, может это объяснить. Система V1298 Tau предоставляет потенциальный ответ: интенсивное излучение уменьшает более крупные газонасыщенные планеты до меньших, скалистых или частично газообразных тел. Этот процесс, вероятно, объясняет, почему многие экзопланетные системы, такие как TRAPPIST-1, заполнены планетами аналогичного размера на близких орбитах.
Это исследование имеет большое значение, поскольку дает нам представление о том, как в конечном итоге будет выглядеть множество планетных систем. Наблюдаемые планеты находятся в процессе превращения в наиболее распространенные миры в галактике, предлагая беспрецедентные знания об их формирующихся годах. Примерно через 100 миллионов лет планеты V1298 Tau, вероятно, будут похожи на суперземли и мини-Нептуны, которые астрономы уже обнаружили вокруг других звезд.
