Новое космическое открытие проливает свет на формирование планет

Исследователи из Дартмутского колледжа обнаружили планету, вращающуюся вокруг одной из самых ярких известных молодых звезд, согласно исследованию, опубликованному в журнале The Astrophysical Journal Letters . В возрасте примерно 45 миллионов лет звезда и ее планета могут предоставить ценную информацию о том, как образуются планетные тела.

Известная как экзопланета, потому что она находится за пределами Солнечной системы, планета была найдена в рамках миссии NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Хотя уже были сделаны тысячи открытий экзопланет, только несколько из них были обнаружены вокруг относительно молодых звезд.

Наблюдаемая в исследовании Дартмута экзопланета, известная как DS Tuc Ab, может считаться «пре-подростковой» в планетарное время. Планета больше не растет, но из-за своего молодого возраста она все еще претерпевает быстрые изменения, такие как потеря атмосферного газа в результате излучения, исходящего от ее звезды-хозяина.

Планетам могут потребоваться миллионы или миллиарды лет, чтобы достичь зрелости. Поскольку этот процесс не может наблюдаться в реальном времени, исследователи ищут планеты вокруг молодых звезд, чтобы уловить процесс в действии и узнать, как планеты формируются и развиваются.

«Одной из общих целей астрономии является понимание общей картины того, как мы сюда попали, как формируются солнечные системы и галактики и почему», - сказала Элизабет Ньютон, доцент кафедры физики и астрономии в Дартмутском колледже. «Находя солнечные системы, которые отличаются от наших, особенно молодых, мы можем надеяться узнать, почему Земля и наша собственная солнечная система эволюционировали так, как они это сделали».

DS Tuc Ab примерно в шесть раз больше Земли, между размерами Нептуна и Сатурна. Учитывая размер, он, вероятно, имеет состав, подобный составу планет-гигантов в нашей солнечной системе. У экзопланеты есть два солнца, и она делает одну полную орбиту вокруг своей главной звезды всего за восемь дней.

Впервые планета была обнаружена спутником НАСА в ноябре 2018 года и подтверждена командой Дартмута в марте с использованием данных космического телескопа Спитцера НАСА и других наземных и космических обсерваторий, таких как Южноафриканский большой телескоп (SALT).

Планета находится на расстоянии около 150 световых лет от Земли. Каждый световой год составляет расстояние чуть менее 6 триллионов миль.

«Мы были очень взволнованы, когда подтвердили это открытие, потому что планета вращается вокруг такой яркой, хорошо известной молодой звезды. Вся наша команда работала вместе, чтобы узнать все, что мы могли об этой солнечной системе», - сказал Ньютон, который возглавлял группу ученых из Университет Северной Каролины в Чапел-Хилле, Университет Техаса в Остине и другие исследовательские центры со всего мира.

Миссия НАСА TESS ищет планеты вокруг соседних звезд, используя метод транзита. Подход обнаруживает, когда свет блокируется, когда планета проходит между Землей и звездой-хозяином планеты. Затем исследователи просматривают наблюдения с других телескопов, чтобы подтвердить обнаружение.

«Яркость звезды позволяет нам детально изучать планету, потому что чем больше у вас фотонов, тем лучше у вас статистика. Такое открытие с таким уникальным возрастом и необычным размером планеты было бы невозможно без TESS», - сказал Ньютон.

Планеты больше, когда они впервые сформированы, и, как считается, со временем становятся меньше, поскольку они охлаждают и теряют атмосферу. Поскольку эта планета все еще формируется, команда надеется обнаружить испарение атмосферы в действии. Понимание этого процесса может помочь исследователям предсказать, что может произойти с экзопланетой в течение следующих миллиардов лет, а также может быть использовано для понимания того, как выброс в атмосферу мог повлиять на более старые планеты, включая Землю.

«Мы надеемся, что, увидев атмосферу этой планеты, мы сможем представить снимок того, как планеты выглядят в молодом возрасте», - сказал Ньютон.

Спутник TESS был запущен 18 апреля 2018 года. По данным НАСА, миссия TESS будет обследовать 200 000 самых ярких звезд вблизи Солнца в поисках транзитных экзопланет, включая те, которые могут поддерживать жизнь.

В то время как исследовательская группа знает размер DS Tuc Ab, общая масса неизвестна. Это ограничивает то, что команда в настоящее время может сказать о плотности и составе планеты. Благодаря яркости звезды, будущие исследования могут измерить массу планеты или определить, какие молекулы присутствуют в ее атмосфере.