Нещодавно зважена екзопланета збентежила астрономів.
Провівши вимірювання дуже маленької екзопланети розміром з Юпітер під назвою HD-114082b, вчені виявили, що її характеристики не зовсім збігаються з жодною з двох популярних моделей утворення планет газових гігантів.
Простіше кажучи, він занадто важкий для свого віку.
«Порівняно з нині прийнятними моделями, HD-114082b у два-три рази завищена для молодого газового гіганта віком лише 15 мільйонів років», — сказав він. пояснює астрофізик Ольга Захазі з Інституту астрономії Макса Планка в Німеччині.
Екзопланета, що обертається навколо зірки під назвою HD-114082 приблизно за 300 світлових років від нас, стала об’єктом інтенсивної кампанії збору даних. Вік HD-114082b — лише 15 мільйонів років — одна з наймолодших екзопланет, коли-небудь виявлених, і розуміння її властивостей може дати підказки про те, як формуються планети — процес, який до кінця не вивчений.
Для повної характеристики екзопланети на основі її впливу на головну зірку потрібні два типи даних. Дані транзиту — це запис того, як світло зірки тьмяніє, коли орбітальна екзопланета проходить перед нею. Якщо ми знаємо, наскільки яскрава зірка, це слабке затемнення може виявити розмір екзопланети.
Дані радіальної швидкості, з іншого боку, є записом того, наскільки зірка коливається на місці у відповідь на гравітаційне тяжіння зовнішніх планет. Якщо ми знаємо масу зірки, амплітуда її коливань може дати нам масу екзопланети.
Протягом майже чотирьох років дослідники збирали дані променевої швидкості HD-114082. Використовуючи зібрані дані транзиту та радіальної швидкості, дослідники визначили, що HD-114082b має подібний радіус Юпітер – Але маса Юпітера у 8 разів більша. Це означає, що щільність екзопланети майже вдвічі більша, ніж у Землі, і приблизно в 10 разів більша, ніж у Юпітера.
Розмір і маса цієї невеликої екзопланети означають, що вона навряд чи буде дуже великою скелястою планетою; верхні межі навколо нього 3 радіус Землі І 25 земельних масивів.
Існує також дуже малий діапазон щільності в скелястих екзопланетах. Вище цього діапазону тіло стає більш інтенсивнимІ гравітація планети починає утримувати важливу атмосферу водню та гелію.
HD-114082b значно перевищує ці параметри, а значить, є газовим гігантом. Але астрономи не знають, як це сталося.
«Ми вважаємо, що планети-гіганти можуть утворитися двома можливими способами», каже астроном Ральф Льоннхардт mpia. «Обидва відбуваються в протопланетному диску газу та пилу, розподілених навколо молодої центральної зірки».
Обидва методи називаються «холодним стартом» або «гарячим стартом». Вважається, що під час холодного старту екзопланета утворюється камінчик за камінчиком із уламків диска, що обертається навколо зірки.
Частини притягуються спочатку електростатично, потім гравітаційно. Чим більше маса, тим швидше він росте, доки не стане достатньо масивним, щоб спровокувати стрімке накопичення водню та гелію, двох найлегших елементів у Всесвіті, утворюючи величезну газову оболонку навколо скелястого ядра.
Враховуючи, що гази втрачають тепло, коли вони падають до ядра планети та утворюють атмосферу, це вважається відносно прохолодним варіантом.
Гарячий старт також відомий як нестабільність диска, і вважається, що він виникає, коли закручена область нестабільності в диску руйнується безпосередньо на себе під дією сили тяжіння. Отриманий об’єкт є повністю сформованою екзопланетою без кам’янистого ядра, оскільки гази зберігають більше тепла.
Екзопланети, які відчувають холодний або гарячий старт, повинні охолоджуватися з різною швидкістю, що призводить до різних характеристик, які ми повинні мати можливість спостерігати.
Дослідники кажуть, що характеристики HD-114082b не підходять для моделі гарячого старту. Їх розмір і маса більше відповідають первинному зрощенню. Але навіть тоді він все ще досить масивний для своїх розмірів. Або він містить незвичайне ядро, або відбувається щось інше.
«Поки рано відмовлятися від ідеї гарячого старту», — каже Льоннхардт. «Все, що ми можемо сказати, це те, що ми все ще не дуже добре розуміємо формування планет-гігантів».
Екзопланети є однією з трьох планет, яким, як ми знаємо, менше 30 мільйонів років, і для яких астрономи отримали вимірювання радіусу та маси. Поки що всі три здаються несумісними з моделлю нестабільності диска.
Очевидно, що три – це дуже малий розмір вибірки, але три за три вказує на те, що первинне накопичення є, мабуть, більш поширеним із двох.
«Хоча для підтвердження цієї тенденції потрібно більше таких планет, ми вважаємо, що теоретики повинні почати переглядати свої розрахунки». – каже Захозай.
«Це захоплююче, як результати наших спостережень доповнюють теорію формування планет. Вони допомагають покращити наші знання про те, як ростуть ці гігантські планети, і підказують нам, де є прогалини в нашому розумінні».
Дослідження, опубліковані в Астрономія і астрофізика.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
