В Млечном Пути немало красных карликов. Звезды с наименьшей массой обычно не позволяют образовываться планетам. Но красный карлик TOI-6894 удивил астрономов: в его системе нашли газового гиганта.
Хотя масса экзопланеты TOI-6894b составляет всего 20% от массы Солнца, исследователи, изучая данные Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской Южной Обсерватории (ESO), обнаружили её. Это рекордное открытие: TOI-6894 — самая лёгкая из известных звёзд, вокруг которой вращается газовый гигант. Руководил исследованием доктор Эдвард Брайант, научный сотрудник Уорикского университета и ведущий автор работы.
ВЛТ нашел внезапно появившуюся планету вокруг красного карлика.
Брайант, опираясь на данные телескопа VLT ESO, обнаружил необычный газовый гигант, обращающийся вокруг звезды с наименьшей известной массой, которая может удержать подобную планету.
Не ожидали, что планеты типа TOI-6894b могут образовываться около звёзд с такой малой массой.
Открытие важно для понимания границ формирования газовых гигантов.
Звезда TOI-6894 оказалась на 60% менее массивной, чем следующая по порядку звезда-хозяйка газового гиганта. Сам TOI-6894b имеет крайне низкую плотность: масса примерно вдвое меньше массы Сатурна, а размером он чуть больше.
«В нашей Галактике преобладают мелкие, маломассивные звёзды, которых прежде считали не способными образовывать газовых гигантов. — подчеркнул доктор Дэниел Бейлисс, доцент Уорикского университета. Обнаружение гигантской планеты вокруг этой звезды корректирует представления о количестве таких планет в Галактике. ».
Газовый гигант, нарушающий ожидания
TOI-6894b – газовый гигант с сравнительно холодной атмосферой для своих собратьев. В то время как большинство известных экзопланет-гигантов – «горячие юпитеры» с температурой от 1000 до 2000 Кельвинов, TOI-6894b нагрет лишь до ~420 К.
«Метаном насыщена атмосфера звезды, учитывая ее уровень излучения, что представляет собой редкое явление. — заявил соавтор исследования, профессор Амори Трио из Бирмингемского университета. Температура достаточна низокaя, чтобы в атмосфере возможно было наличие аммиака. Подтверждение этого факта станет первым открытием аммиака в атмосфере экзопланеты. ».
«Экзопланета TOI-6894b может служить образцом для изучения атмосферы, богатой метаном, и стать наилучшим объектом для исследований внесолнечных атмосфер, состоящих из углерода, азота и кислорода. », — добавил Трио.
Красный карлик вызывает сомнения к моделям.
Доктор Винсент Ван Эйлен из Лаборатории космических исследований Малларда (UCL) назвал открытие захватывающим: «Мы не до конца понимаем, как звезда с такой массой могла сформировать столь массивную планету! Именно для этого мы ищем новые экзопланеты».
«Обнаруживая экзопланетные системы, отличающиеся от солнечной, мы корректируем модели и глубже постигаем формирование нашей звездной системы. », — добавил он.
Согласно распространённой теории аккреции ядра, планеты образуются, когда твёрдые частицы в протопланетном диске слипаются, пока не достигнут достаточной массы для притяжения газовой оболочки. Газовый гигант формируется, если масса становится настолько большой, что начинается неконтролируемое поглощение газа.
Маломассивные звёзды имеют протопланетные диски меньшего размера. Поэтому астрономы полагали, что у них недостаточно вещества для формирования массивных ядер планет. TOI-6894b опровергает эту гипотезу, требуя пересмотра представлений о формировании планет.
«Планета могла сформироваться из-за неустойчивости гравитационного диска. В некоторых случаях диск, окружающий звезду, становится неустойчивым под воздействием собственной гравитации. Затем такие диски могут разделиться, и газ с пылью коллапсируют, образуя планету. », — объяснил Эдвард.
Дальнейшие наблюдения
Дополнительный анализ выявил несоответствие существующих данных обеим теориям. Команда рассчитывает, что изучение атмосферы даст ключевые ответы о необычной планете: измерения распределения материала позволят астрономам рассчитать размер и структуру ядра, а также определить, образовалось ли оно путем аккреции или из-за неустойчивого диска.
В следующем году команда проведет наблюдения с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» для более подробного изучения атмосферы экзопланеты TOI-6894b.
«Эта система предъявляет новые требования к моделям планетообразования и служит захватывающей целью для будущих исследований, в том числе изучения ее атмосферы. «,— подчеркнул соавтор исследования доктор Андрес Хордан, работающий в Институте астрофизики «Миллениум» и являющийся профессором Университета Адольфо Ибаньеса.
«Это открытие — результат многолетней работы ученых из Чили и Великобритании. Успехи исследования внесли значительный вклад в понимание формирования планет-гигантов маломассивными звездами, а также предоставили важные цели для будущих исследований с помощью космических обсерваторий. ».
Статья была опубликована в журнале .