Обнаружена самая юная экзопланета, возраст которой не превышает миллиона лет

Астрономические исследования подтвердили наличие самой молодой экзопланеты, о которой известно на данный момент. Планета Elias 2-24 b не достигла даже миллиона лет от момента своего рождения, имеет массу, сопоставимую с Юпитером, и продолжает увеличиваться в размерах, находясь внутри газопылевого диска, окружающего юную звезду. Ранее самой молодой подтвержденной планетарной системой было более пяти миллионов лет.

Elias 2-24 b вращается вокруг звезды Elias 2-24 на расстоянии приблизительно 450 световых лет от Земли. Эта планета расположена внутри протопланетного диска – остаточного вещества, которое не вошло в состав звезды и постепенно превращается в планеты. Полученные данные свидетельствуют о том, что Elias 2-24 b продолжает поглощать вещество из этого диска, демонстрируя одну из самых ранних стадий формирования, когда-либо зафиксированную у экзопланеты с подтвержденным статусом.

Первые признаки возможного существования планеты в данной системе были замечены еще до ее окончательного подтверждения. Радиоинтерферометр ALMA выявил в диске Elias 2-24 заметную кольцевую структуру с разрывом. Подобные дефекции часто возникают, когда формирующаяся планета аккумулирует вещество и своим гравитационным полем влияет на распределение газа и пыли вокруг звезды. Впоследствии, Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории зарегистрировал в этой области слабое излучение, однако этих данных оказалось недостаточно для однозначного подтверждения наличия планеты.

Читать также:  Исследование показало: развитые внеземные сооружения способны к саморазрушению еще до контакта с нами

Группа ученых под руководством Андреа Бернарди из Университета Диего Порталеса (Чили) проанализировала архивные данные, полученные обсерваторией Кека на Гавайях. Исследователи рассмотрели наблюдения семи молодых звезд, сделанные с помощью инструмента NIRC2 и вихревого коронографа. Коронограф предназначен для блокирования яркого света звезды, что позволяет выявлять значительно более тусклые объекты, расположенные поблизости.

В хранилище были обнаружены снимки тусклого объекта, расположенного в системе Elias 2-24, полученные в 2018 и 2020 годах. Проанализировав данные наблюдений за разные годы, ученые отследили траекторию его движения. Эта траектория соответствовала движению тела, гравитационно связанного с системой Elias 2-24, а не далёкой фоновой звезде или артефакту изображения. Объединенные данные, полученные обсерваториями Кека, ALMA и Очень большого телескопа, позволили установить, что объект является планетой Elias 2-24 b.

Планета вращается на расстоянии приблизительно в 55 раз большего размера, чем расстояние от Земли до Солнца. Это эквивалентно примерно 55 астрономическим единицам и более чем в десять раз превышает расстояние между Юпитером и Солнцем. При этом Elias 2-24 b уже приобрела массу, сопоставимую с массой Юпитера, несмотря на то, что возраст всей системы составляет менее одного миллиона лет.

Читать также:  Последний шанс увидеть комету Леммон: она достигает перигелия

Такое сочетание возраста планетарной системы, массы планеты и её удалённости от звезды накладывает существенные ограничения на существующие модели формирования газовых гигантов. Согласно оценке, предоставленной NASA, формирование планеты с массой Юпитера на орбите, аналогичной юпитерианской, может занять около 5 миллионов лет, а на более отдаленных орбитах этот процесс должен протекать ещё медленнее. Планета Elias 2-24 b сформировалась значительно быстрее и на большем расстоянии от своей звезды.

Ранее рекорд принадлежал сразу четырём молодым планетам — двум объектам в системе PDS 70 и двум планетам системы WISPIT 2. Возраст всех этих планетных систем превышает пять миллионов лет. Открытие Elias 2-24 b позволило снизить оценку минимального возраста подтверждённой планеты более чем в пять раз.

Положение Elias 2-24 b внутри узкой зоны протопланетного диска служит прямым свидетельством связи подобных структур с формированием планет. Хотя кольца и разрывы часто встречаются на дисках молодых звёзд, они сами по себе не являются доказательством наличия планеты. В системе Elias 2-24 удалось непосредственно зафиксировать планету в том месте, где ранее структура диска указывала на её возможное существование.

Читать также:  Обнаружен кандидат в черную дыру, масса которого сопоставима с тремя Лунами

Полученные данные соответствуют модели формирования газовых гигантов посредством аккреции на твёрдое ядро. Согласно этой модели, сначала из пыли и каменистого материала формируется массивное ядро, которое затем начинает активно поглощать окружающий газ. Однако чрезвычайно юный возраст Elias 2-24 b указывает на то, что некоторые этапы этого процесса могут протекать быстрее, чем это предсказывают существующие теоретические представления.

Исследование столь молодых планет затруднено из-за присутствия вещества протопланетного диска и интенсивного излучения родительской звезды. Elias 2-24 b находится на границе возможностей современных приборов прямого наблюдения за экзопланетами. Более совершенные коронографы позволят обнаруживать молодые планеты, расположенные ближе к своим звёздам, и установить, как часто газовые гиганты успевают сформироваться в течение первого миллиона лет существования системы.

Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.