Открытие экзопланеты-малышки TIDYE-1b

Астрономы обнаружили экзопланету-малышку, получившую обозначение IRAS 04125+2902 b или TIDYE-1b. Она находится в 520 световых годах от Земли в облаке Тельца.

Характеристики планеты

В диаметре TIDYE-1b чуть меньше Юпитера, но ее масса при этом составляет всего 0.4 его массы. Самая поразительная особенность — исключительно молодой возраст, оцениваемый всего в 3 миллиона лет. Это делает TIDYE-1b самой молодой из когда-либо обнаруженных экзопланет, настоящим «младенцем» в космическом масштабе времени. Если сравнить возраст Земли (4,54 миллиарда лет) с продолжительностью жизни человека, то TIDYE-1b – это всего лишь двухнедельный младенец. Подробности открытия изложены в статье для Nature.

Как было сделано открытие

Открытие стало возможным благодаря данным, собранным космическим телескопом TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) НАСА, который зафиксировал регулярные транзиты планеты перед ее звездой-хозяином. Эти транзиты, представляющие собой периодические ослабления яркости звезды при прохождении планеты по ее диску, позволили определить основные параметры TIDYE-1b, включая ее размер, массу и орбитальный период – 8,8 земных суток.

Звездная система

Звезда, вокруг которой вращается TIDYE-1b, – это протозвезда, IRAS 04125+2902, находящаяся на ранней стадии своего развития. Ее масса составляет около 70% от солнечной, и она ещё не достигла состояния гидростатического равновесия, то есть её ядро ещё не разогрелось настолько, чтобы начались устойчивые термоядерные реакции. Это обстоятельство напрямую подтверждает юный возраст системы.

Химический состав атмосферы

Анализ спектрального излучения звезды и самой планеты дал информацию о химическом составе атмосферы TIDYE-1b. Известно, что эта планета – газовый гигант. По предварительным данным, в её атмосфере присутствуют молекулы, характерные для молодых планет, находящихся в процессе формирования.

Уникальность положения планеты

Что делает TIDYE-1b поистине уникальной, так это её положение вне плоскости окружающего её протопланетного диска. Классическая модель планетообразования предполагает, что планеты формируются в плоскости вращения протопланетного диска, образуя относительно плоский «блинчик», подобный структуре нашей Солнечной системы. Однако в случае TIDYE-1b, диск наклонен к плоскости орбиты планеты примерно на 60 градусов. Это значительное отклонение от общепринятой модели заставляет учёных пересмотреть существующие теории планетообразования. В частности, возникает вопрос: как могла сформироваться такая массивная планета-гигант вне основной плоскости аккреции?

Загадка образования

Эндрю Манн, планетолог из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, один из авторов исследования, описывает ситуацию как «неожиданный поворот», бросающий вызов современным представлениям о процессах планетообразования. Возможное объяснение этого феномена связано с гравитационным влиянием звезды-компаньона, расположенной на расстоянии около 635 астрономических единиц (а.е.) от центральной звезды. Это расстояние, значительно превышающее расстояние от Солнца до Плутона (около 40 а.е.), кажется слишком большим, чтобы существенно повлиять на наклон диска. Однако другие факторы могут играть важную роль. Например, нестабильности в самом диске, взаимодействие с другими, еще не сформировавшимися планетами или процессы, связанные с магнитными полями протозвезды.

Формирование газовых гигантов

Более того, сам процесс формирования газовых гигантов, к которым относится TIDYE-1b, остается темой интенсивных исследований. В отличие от планет земной группы, формирующихся преимущественно из твердых частиц, газовые гиганты, как считается, аккрецируют значительные количества газа. Время формирования газовых гигантов, по текущим оценкам, меньше, чем у планет земной группы, хотя точные сроки остаются неопределенными. Для Земли, например, время формирования оценивается в 10-20 миллионов лет, в то время как для газового гиганта, подобного Юпитеру, процесс мог быть значительно быстрее, возможно, в несколько миллионов лет. Однако TIDYE-1b бросает вызов даже этим оценкам, демонстрируя, что процесс может протекать еще быстрее и при этом приводить к формированию планеты-гиганта за пределами основной плоскости аккреции.