Астрономы подтвердили самую молодую из известных экзопланет — Elias 2-24 b

Астрономы подтвердили существование самой молодой из известных на сегодня экзопланет — мир Elias 2-24 b возрастом менее 1 миллиона лет всё ещё окружён газом и пылью, из которых он сформировался.

Планету выявили, изучив наблюдения, сохранённые в архивах, финансируемых NASA. Она по-прежнему обращается внутри пылевого диска своей молодой звезды, что даёт учёным редкую возможность наблюдать формирование планеты в момент, когда оно ещё продолжается.

«Наши модели планетообразования уже с трудом объясняли предыдущих рекордсменов по молодости — четыре планеты, обращающиеся вокруг звёзд PDS 70 и WISPIT 2, — а ведь всем им больше 5 миллионов лет, — заявил Лукас Сеза, профессор Института астрофизических исследований в Чили и соавтор статьи. — Elias 2-24 b показывает, что даже лучшим нашим моделям всё ещё не хватает некоторых важных процессов».

Исследование опубликовано 16 сентября в журнале The Astrophysical Journal Letters. Группа под руководством Андреа Бернарди, докторанта Университета Диего Порталеса в Чили, изучила архивные наблюдения семи молодых звёзд.

Эти звёзды наблюдались с помощью коронографа обсерватории Кека на Гавайях, которая сотрудничает с NASA по соглашению. Каждую звезду окружает диск из обломков, наполненный пылью, газом и кусочками льда и камня. Разрывы и другие структуры в таких дисках могут быть признаками формирования планет.

Коронограф блокирует большую часть яркого света звезды, что облегчает поиск гораздо более тусклых объектов рядом. С помощью этого метода астрономы искали планеты, скрытые внутри пылевых дисков.

«Планеты должны находиться внутри разрывов, поскольку именно они их и прорезают, — сказал Бернарди. — И именно там мы нашли Elias 2-24 b».

Elias 2-24 b примерно равна по массе Юпитеру и обращается вокруг звезды на расстоянии около 450 световых лет от Земли. Поскольку система столь молода, её изучение позволяет астрономам увидеть, как могла выглядеть наша Солнечная система миллиарды лет назад.

Большинство подтверждённых экзопланет находили методом транзита — когда планета проходит перед своей звездой и вызывает небольшое временное падение яркости. Этот метод гораздо хуже работает, если планеты ещё скрыты в пыли или обращаются очень далеко от звёзд. В результате большинство из примерно 6000 подтверждённых экзопланет имеют возраст в миллиарды лет и находятся относительно близко к своим звёздам.

Новое подтверждение также разрешает вопрос, который астрономы обсуждали около 10 лет. Ранее наблюдения ALMA в Чили выявили разрыв в пылевом диске вокруг молодой звезды Elias 2-24, а затем Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории заметил внутри этого разрыва слабую точку света.

Учёные задавались вопросом, не является ли этот объект планетой. Проблема была в том, что существующие теории не допускали формирования крупной планеты так быстро и на таком большом расстоянии от звезды. По современным моделям, формирование юпитероподобной планеты на расстоянии Юпитера от Солнца занимает около 5 миллионов лет, а гораздо дальше — ещё дольше. Однако объект в системе Elias 2-24 находится примерно в 55 раз дальше от своей звезды, чем Земля от Солнца, и уже проявлял признаки формирующейся планеты.

Чтобы разобраться, Бернарди и коллеги обратились к архиву обсерватории Кека — совместному проекту обсерватории и Института науки об экзопланетах NASA при Caltech/IPAC, финансируемому NASA. Они обнаружили тот же слабый объект в наблюдениях 2018 и 2020 годов. Сопоставив данные и отследив движение объекта во времени, команда установила, что он ведёт себя скорее как планета, обращающаяся вокруг звезды, чем как артефакт изображения или далёкая фоновая звезда. В итоге объект подтвердили как Elias 2-24 b.

«Обычно мы слышим о телескопах, работающих по отдельности, но это подтверждение стало возможным только благодаря совместному использованию нескольких телескопов, — сказал Бернарди. — Elias 2-24 b находится на пределе возможностей современных телескопов, но с новыми инструментами, такими как космический телескоп NASA «Нэнси Грейс Роман», подобные открытия станут проще».

«Роман», запущенный 30 августа, несёт ещё более совершенный коронограф, предназначенный для поиска планет, которые трудно увидеть существующими телескопами. С его помощью можно будет находить планеты на более тесных орбитах, включая настоящие аналоги Юпитера, которые сейчас скрыты сиянием своих звёзд. Elias 2-24 b для сравнения обращается примерно в 10 раз дальше от своей звезды.

«Это только начало новой эры открытий, — сказал Сеза. — Невероятно, что с современными технологиями мы действительно можем видеть планетообразование в действии, и «Роман» выведет охоту за планетами на новый уровень».

Источники:

Материалы предоставлены NASA. Оригинальный текст — Эшли Балзер.

Andrea Bernardi, Alice Zurlo, Lucas A. Cieza, Garreth Ruane, Valentin Christiaens, Anuroop Dasgupta, Greta Guidi, Dimitri Mawet, Dino Mesa, Sebastián Pérez, Jonathan P. Williams. Searching for Embedded Protoplanets with the Keck/NIRC2 Vortex Coronagraph: Confirmation of a Core-accretion Planet in the Narrow Gap of the Elias 2-24 Disk. The Astrophysical Journal Letters, 2026; 1009 (1): L3 DOI: 10.3847/2041-8213/ae9bb6