Новая гигантская экзопланета у красного карлика бросает вызов теориям формирования планет

12.10.2024 11:52:00 | iXBT.com

Международная группа астрономов в рамках исследования Searching for Giant Exoplanets around M-dwarf Stars (GEMS) обнаружила гигантскую планету, проходящую перед звездой TOI-6383A, холодным карликом, — звездой массой менее половины массы Солнца. Эта планета по размеру и массе похожа на звезду-компаньон системы, что ставит под сомнение возможность образования гигантских планет в системах красных карликов.

Статья, в которой подробно излагаются их выводы, была принята к публикации в Astronomical Journal и опубликована на сервере препринтов arXiv.

Система TOI6383 состоит из двух красных карликов, расположенных примерно в 560 световых годах от Земли. Главная звезда (A) составляет около 46% от массы Солнца и примерно такого же размера, а предполагаемая температура её поверхности составляет 3444 К (3170 °C; 5740 °F) — около 60% от температуры поверхности Солнца. Её компаньон (B) составляет 20,5% от массы Солнца, 22% от его размера и имеет предполагаемую температуру поверхности 3121 К (2848 °C; 5158 °F). Между тем, экзопланета TOI6383Ab имеет массу и размер, сопоставимые с Юпитером, и орбитальный период около 1,79 дня.

Иллюстрация красного карлика, окружённого экзопланетами. Источник: NASA / JPL-Caltech

Основываясь на полном охвате неба спутником NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), группа исследователей GEMS занимается поиском гигантских экзопланет вокруг карликовых звёзд класса М (GEMS) с использованием метода транзитной фотометрии. Он заключается в наблюдении за звёздами на предмет периодических «провалов» в яркости, которые могут указывать на прохождение планет (транзиты) перед их звездами относительно наблюдателя.

Экзопланета TOI6383Ab была обнаружена TESS и подтверждена комбинацией последовательных фотометрических измерений и измерений лучевой скорости с использованием наземных телескопов. Целью этого исследования была проверка теорий о том, как формируются планеты, которые можно разделить на два основных сценария.

Первый сценарий — это модель аккреции ядра, где планетезимали объединяются вокруг массивного ядра. Однако в последние десятилетия эта модель стала подвергаться сомнению, в основном потому, что она не соответствует массовому распределению и временным масштабам формирования карликов класса М. Карликовые звёзды обычно имеют менее массивные протопланетные диски вокруг себя, что означает, что для формирования гигантских планет недостаточно материала.

Второй сценарий — модель быстрого формирования, где массивный протозвёздный диск распадается на сгустки под действием собственной гравитации, которые затем аккрецируют материал и формируют планеты. Открытие этой последней массивной экзопланеты вокруг маломассивной звезды поможет астрономам проверить эти конкурирующие модели.

На сегодняшний день обнаружено всего 20 массивных экзопланет вокруг красных карликов класса М. Исследование GEMS направлено на увеличение этого списка по крайней мере до 40, после чего можно будет провести более точные проверки моделей.

Подробнее