Английские ученые обнаружили гигантскую планету TOI-6894b, которая вращается вокруг крошечной звезды (TOI-6894) — красного карлика, чья масса составляет лишь 20% от массы Солнца. Существование газового гиганта TOI-6894b ставит под сомнение широко распространенные теории формирования планет, такие как теория аккреции ядра: небольшая TOI-6894 попросту не смогла бы предоставить необходимое количество материи для образования ядра TOI-6894b, а слабая гравитация звезды не удержала бы газ до рассеивания диска. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
До недавнего времени считалось, что маленькие, относительно холодные звезды, такие как красные карлики, которые являются самыми распространенными звездами во Вселенной, не способны формировать и удерживать на орбите массивные планеты-гиганты. Долгое время ведущей моделью формирования планет считалась теория аккреции ядра. Согласно этой теории ядро планеты сначала образуется путем накопления крошечных частиц пыли, после чего начинает притягивать огромное количество газа из диска, окружающего молодую звезду. Однако у звезд с малой массой, как полагали эксперты, протопланетные диски содержат слишком мало материала (газа и пыли), чтобы обеспечить формирование достаточно массивного ядра, способного запустить процесс аккреции газа.
В новом исследовании команда ученых провела масштабный поиск гигантских планет у звезд с малой массой. Авторы работы проанализировали данные, собранные космическим телескопом TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), который ищет планеты, проходящие перед своими звездами, фиксируя периодические изменения яркости последних. Всего специалисты изучили наблюдения TESS за более чем 91 тысячей красных карликов. Для подтверждения наиболее перспективных кандидатов и детального изучения их характеристик команда использовала один из крупнейших комплексов наземных телескопов мира — «Очень большой телескоп» (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили.
В результате астрономы открыли планету TOI-6894b, вращающуюся вокруг звезды TOI-6894. Эта звезда, которая весит на 80% меньше Солнца, стала самой маленькой из известных на сегодняшний день звезд, у которой обнаружена транзитная планета-гигант. Ее размер составляет лишь 60% от размера предыдущего рекордсмена. Планета TOI-6894b — газовый гигант с низкой плотностью. Ее радиус немногим больше радиуса Сатурна, в то время как масса составляет лишь около половины от его массы. TOI-6894b имеет необычно холодную для газового гиганта атмосферу — ее температура оценивается примерно в 420 Кельвинов (147 °C), что значительно меньше значений, характерных для типичных «горячих юпитеров» (1000–2000 K). Глубина транзита (затмения звезды планетой) очень велика, что делает систему удобной для наблюдений.
Открытие гигантской планеты вблизи такой исключительно маленькой звезды подвергает сомнению твердо устоявшуюся теорию аккреции ядра. «Мы не ожидали, что планеты вроде TOI-6894b могут сформироваться вокруг звезд столь малой массы. Это открытие станет краеугольным камнем для понимания пределов формирования гигантских планет», — подчеркивает Эдвард Брайант из Уорикского университета.
Ключом к разгадке тайны происхождения TOI-6894b может стать детальный анализ ее уникальной холодной атмосферы, который уже запланирован и будет проводиться с помощью космического телескопа James Webb (JWST) в течение следующего года. Ученые ожидают, что атмосфера этой планеты будет богата метаном и, возможно, даже аммиаком, что станет первым случаем обнаружения последнего в атмосфере экзопланеты. Таким образом, TOI-6894b представляет собой идеальный объект для изучения превращений углерода, азота и кислорода в атмосферах планет за пределами Солнечной системы и поможет определить, какая из теорий формирования планет верна.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
