Астрономы обнаружили гигантскую планету, которая, как они говорят, не должна существовать, согласно современным теориям.
Юпитероподобный мир необычайно велик по сравнению со своей главной звездой, что противоречит широко распространенному представлению о том, как формируются планеты.
Звезда, которая находится на расстоянии 284 триллионов км, является красным карликом М-типа-самым распространенным типом в нашей галактике.
Международная группа астрономов сообщила о своих находках в журнале Science .
"Это интересно, потому что мы долгое время задавались вопросом, могут ли гигантские планеты, такие как Юпитер и Сатурн, образоваться вокруг таких маленьких звезд", - сказал профессор Питер Уитли из Университета Уорика, Великобритания, который не участвовал в последнем исследовании.
"Я думаю, что общее впечатление было таким, что эти планеты просто не существовали, но мы не могли быть уверены, потому что маленькие звезды очень слабы, что делает их трудными для изучения, хотя они гораздо более распространены, чем звезды, такие как солнце", - сказал он BBC News.
Исследователи использовали телескопы в Испании и США для отслеживания гравитационных ускорений звезды, которые могут быть вызваны планетами, вращающимися вокруг нее.
Красный карлик имеет большую массу, чем его орбитальная планета - GJ 3512b, но разница в их размере гораздо меньше, чем, скажем, между Солнцем и Юпитером.
У далекой звезды масса, самое большее, в 270 раз больше, чем у планеты. Для сравнения, Солнце примерно в 1050 раз массивнее Юпитера.
Астрономы используют компьютерное моделирование, чтобы сообщить свои теории о том, как планеты формируются из облаков или "дисков" газа и пыли, вращающихся вокруг молодых звезд. Эти модели предсказывают, что многие маленькие планеты должны собираться вокруг крошечных карликовых звезд типа M.
"Вокруг таких звезд должны быть только планеты размером с Землю или несколько более массивные сверхземли",-сказал соавтор Кристоф Мордасини, профессор Бернского университета, Швейцария.
Один реальный пример планетной системы, который соответствует теории, - это система вокруг звезды, известной как Trappist-1 .
Эта звезда, которая находится в 369 триллионах км (39 световых лет) от Солнца, содержит систему из семи планет, все с массами, примерно равными или немного меньше, чем у Земли.
"GJ 3512b, однако, является гигантской планетой с массой примерно в два раза больше, чем у Юпитера, и, таким образом, по крайней мере на один порядок массивнее, чем планеты, предсказанные теоретическими моделями для такой маленькой звезды", - сказал профессор Мордасини.
Находка бросает вызов широко распространенной идее образования планет, известной как аккреция ядра.
"Обычно мы думаем о гигантских планетах, начинающих жизнь как ледяное ядро, вращающееся далеко в газовом диске, окружающем молодую звезду, а затем быстро растущее, привлекая газ к себе", - сказал профессор Уитли.
"Но авторы утверждают, что диски вокруг маленьких звезд не обеспечивают достаточно материала для этого, чтобы работать. Вместо этого они считают более вероятным, что планета образовалась внезапно, когда часть диска рухнула из-за своей собственной гравитации."
Авторы научной статьи предполагают, что такой коллапс может произойти, когда диск газа и пыли имеет более чем одну десятую массы родительской звезды. В этих условиях гравитационный эффект звезды становится недостаточным для поддержания стабильности диска.
Материя с диска втягивается внутрь, образуя гравитационно связанный сгусток, который со временем развивается в планету. Идея предсказывает, что этот коллапс происходит дальше от звезды, в то время как планеты могут произойти за счет аккреции ядра гораздо ближе.
Профессор Уитли был соавтором исследования в 2017 году, которое описало газовый гигант под названием NGTS-1b, который был найден с помощью британских телескопов в Чили. NGTS-1b также очень велик по сравнению с размером своей родительской звезды - еще одного красного карлика типа M, который находится на расстоянии 600 световых лет (пять квадриллионов км).
"Родительская звезда, NGTS-1, мала, но не так мала, как этот новый пример (GJ 3512). Возможно, что NGTS-1 представляет собой самую маленькую звезду, которая может образовывать близкие планеты через аккрецию ядра, и что более мелкие звезды только формируют гигантские планеты дальше по модели гравитационного коллапса, одобренной авторами",-сказал профессор Уитли.
"Эти виды предсказаний являются бесценными для направления будущих поисков, позволяя нам проверить эти модели."
Действительно, авторы исследования в науке предполагают, что GJ 3512b должен был мигрировать на большое расстояние до своего нынешнего положения менее 1 астрономической единицы (150 миллионов километров; 93 миллиона миль).
Имея овальную 204-дневную орбиту вокруг звезды, GJ 3512b проводит большую часть своего времени ближе к своему родному красному карлику, чем расстояние Меркурия до Солнца. Эксцентрическая орбита газового гиганта указывает на наличие других гигантских планет, вращающихся дальше, которые могли бы исказить его орбиту.
Соавтор Хуберт Клахр из Института астрономии имени Макса Планка в Гейдельберге, Германия, сказал: "До сих пор единственными планетами, чье образование было совместимо с дисковой нестабильностью, были несколько молодых, горячих и очень массивных планет вдали от их принимающих звезд.
"С GJ 3512b мы теперь имеем экстраординарного кандидата на планету, которая могла бы возникнуть из нестабильности диска вокруг звезды с очень малой массой. Эта находка побуждает нас пересмотреть наши модели."