По данным TESS найдена планетарная система с газовым гигантом. По теории размер этого гиганта слишком велик для орбиты красной карликовой звезды. Планета в нынешнем виде не должна существовать, она «запретная», но James Webb поможет ученым лучше ее понять.
Космический телескоп НАСА TESS, применяя метод транзита, обнаружил ряд потенциальных кандидатов в планеты за пределами Солнечной системы. Среди них газовый гигант TOI-5205b, который обращается вокруг небольшого красного карлика TOI-5205.
Группа исследователей под руководством Шубхама Канодиа из Carnegie Science подтвердила планетарную природу объекта, охарактеризовав его и изучив с помощью различных земных установок и обсерваторий. Исследователи обнаружили, что необычная планетарная система состоит из звезды, слишком маленькой, чтобы поддерживать присутствие такой большой планеты, или, скорее, планеты, слишком большой для такой маленькой звезды. Эта система бросает вызов известным до сих пор теориям о газовых гигантах.
Красные карлики, или М-карлики, — самые распространенные звезды в Млечном Пути. Они меньше и холоднее Солнца. Из-за маленького размера эти звезды обычно вдвое менее горячие, чем Солнце, и намного краснее. У них очень низкая светимость, но долгая продолжительность жизни. Несмотря на то, что красные карлики вмещают больше планет, чем другие типы более массивных звезд, их история формирования делает их маловероятными кандидатами для размещения газовых гигантов.
Маленькая звезда с огромной планетой
TOI-5205, хотя и всего лишь в четыре раза превосходит по размеру наш Юпитер, каким-то образом смогла сформировать планету размером с Юпитер. Это удивительное и ранее неobserved явление заслуживает детального исследования.
Меньше газовых гигантов обнаружили на орбитах старых красных карликов. Пока же ни один газовый гигант не найден в планетной системе маломассивного красного карлика, такого как TOI-5205.
На художественном изображении сравниваются размеры планеты типа Юпитера, вращающейся вокруг звезды типа Солнца (справа), и звезды типа TOI-5205 (слева). Разница очевидна. При прохождении перед звездой-хозяином планета TOI 5205b блокирует около семи процентов ее света. Это один из крупнейших известных транзитов экзопланет.
Планеты формируются в вращающемся диске из газа и пыли, окружении молодых звезд — протопланетном диске. Теория образования газовых гигантов гласит, что около десяти масс Земли каменистого материала накапливается для формирования массивного ядра. После этого в это ядро поступает большое количество газа из соседних областей диска, образуя планету-гиганта, которую наблюдаем сейчас.
Значение временных рамков этого процесса учёные уже понимали. Но обнаружение планеты типа TOI-5205b обогащает наши сведения о дисках, где образуются такие планеты.
«Если в диске недостаточно каменистого материала для ядра, то газовый гигант не может образовываться. Также, если диск испарится до формирования массивного ядра, газовый гигант не появится. TOI-5205b образовалась, несмотря на эти препятствия. Согласно нашему текущему представлению о формировании планет, TOI-5205b не должна существовать. Это «запретная» планета. «.
Глубокий транзит этой планеты делает её очень хорошей кандидатурой для наблюдений аппаратом «Джеймс Уэбб». Эти наблюдения смогут помочь понять её атмосферу и раскрыть часть тайн её происхождения.
Дальнейшие исследования TESS проводились с помощью искателя планет пригодной для жизни зоны (HPF) и спектрографа низкого разрешения (LRS2) на 10-метровом телескопе Хобби-Эберли в Техасе; камер ARCTIC на 3,5-метровом телескопе Хобби-Эберли в обсерватории Апач-Пойнт в Нью-Мексико; NN-Explore Exoplanet Stellar Speckle Imager (NESSI), установленного на 3,5 м телескопе WIYN в Аризоне; 0,6 м телескопа Red Buttes Observatory в Вайоминге; 0,3 м телескопа Three Hundred Millimeter Telescope в Чили.