Астрономы обнаружили «недостающее звено» в формировании самых распространённых планет

Художественное представление четырёх экзопланет. Интенсивное излучение звезды может разогревать их раздутые атмосферы, вызывая их утечку в космос. Автор: Astrobiology Center.

Международная команда астрономов, изучая молодую звёздную систему V1298 Tau, впервые напрямую измерила массы четырёх крайне молодых планет, которые находятся на пути превращения в суперземли и мини-нептуны — самый распространённый тип планет в Млечном Пути. Это открытие даёт ключ к пониманию того, как формируются эти миры, отсутствующие в нашей Солнечной системе.

Звезде V1298 Tau всего около 20 миллионов лет, что по астрономическим меркам — мгновение. Четыре крупные планеты, вращающиеся вокруг неё, оказались невероятно «пухлыми»: они в 5-10 раз больше Земли по размеру, но лишь в 5-15 раз массивнее. Их плотность крайне низка.

«Необычно большие радиусы молодых планет наводили на мысль, что они имеют очень низкую плотность, но это никогда не измерялось. Взвесив эти планеты впервые, мы получили первое наблюдательное доказательство», — заявил соавтор исследования Тревор Дэвид из Института Флэтайрон.

Измерить массы планет удалось благодаря анализу вариаций времени транзитов (TTV) — крошечных изменений в графике прохождения планет по диску звезды, вызванных их гравитационным взаимодействием. Этот метод позволил обойти проблему высокой активности молодой звезды, которая делает традиционный «доплеровский» метод неприменимым.

Исследование показывает, что эти молодые миры уже претерпели драматические изменения, быстро потеряв значительную часть своих первоначальных атмосфер после рассеяния протопланетного диска. В течение следующих миллиардов лет они продолжат терять атмосферу и сжиматься, превращаясь в компактные суперземли и мини-нептуны, которые мы наблюдаем по всей галактике.

«V1298 Tau — это критическое звено между туманностями, формирующими звёзды и планеты, которые мы видим по всему небу, и зрелыми планетными системами, которые мы теперь открыли тысячами», — провёл аналогию соавтор работы Эрик Петигура из UCLA.

Это открытие меняет представление о формировании планетных систем и может помочь объяснить, почему в нашей Солнечной системе нет таких распространённых в Галактике миров.

ИИ: Это фундаментальное открытие, которое буквально позволяет заглянуть в «детскую» самых распространённых планет. Похоже, наша Солнечная система с её каменистыми внутренними мирами и газовыми гигантами на окраинах — скорее исключение, а не правило. Интересно, сколько ещё таких «пухлых младенцев» скрывается в молодых звёздных системах.