Большинство солнцеподобных звезд имеют минимум одну планету, размер которой колеблется между массой Земли и Нептуна. Такие объекты, именуемые суперземлями и субнептуновыми мирами, являются самыми многочисленными представителями экзопланет в Млечном Пути. До недавнего времени механизмы их формирования оставались неясными. Недавно международная группа ученых смогла заполнить этот пробел, получив уникальные измерения четырех молодых планет, находящихся в самом разгаре трансформации в знакомые типы миров, пишет ScienceDaily.
Система V1298 Tau стала объектом пристального внимания благодаря своему возрасту — ей всего около 20 млн лет, что крайне мало по астрономическим меркам. Молодая звезда обладает четырьмя крупными планетами, чьи размеры варьируются от размеров Нептуна до Юпитера. Планеты проходят стадию активных преобразований, показывая картину, которую можно считать ранней версией многих зрелых планетных систем, широко представленных в Галактике.
Команда использовала инновационный подход для определения масс планет, основываясь на методе вариаций времени транзита (TTV). Обычно массу планет определяют путем измерения скоростей вращения звезды под действием силы тяжести планет, но молодые звезды, такие как V1298 Tau, проявляют чрезмерную активность, затрудняя использование традиционного метода. Вместо этого астрономы обратили внимание на взаимное влияние планет друг на друга, вызванное изменениями времен прохождения планет мимо звезды.
Измерения дали неожиданный результат: несмотря на размеры, превышающие земные в 5−10 раз, масса планет оказалась лишь в 5−15 раз больше. Такая комбинация привела к крайне низкой плотности — планеты напоминают огромную пушистую «сахарную вату», а не привычные плотные каменные миры. Экстремально увеличенный объем планет разрешает давнюю проблему формирования космических тел. Если бы планеты просто медленно формировались и охлаждались, они были бы гораздо компактнее. Анализ показывает, что эти молодые миры претерпели кардинальные изменения на раннем этапе своего развития, быстро лишившись значительных частей своей плотной атмосферы по мере распада окружающего их газового диска вокруг звезды.
Открытие дало астрономам беспрецедентную возможность взглянуть на начальную фазу жизненного цикла планет, начиная с периода, когда планеты активно теряют первичные атмосферы и постепенно становятся теми объектами, которые мы можем наблюдать повсеместно в Галактике. Важно отметить, что такие процессы подтверждают предположение о постепенном переходе огромных газовых гигантов в компактные планеты, характерные для большинства наблюдаемых систем.
Наблюдение за развитием системы V1298 Tau поднимает интересный вопрос: почему в нашей Солнечной системе отсутствует подобное разнообразие промежуточных планет? Возможно, это связано с особенностями среды, в которой формировалась Земля и другие планеты нашей системы, или с влиянием Юпитера и Сатурна, повлиявших на распределение материала. Полученные данные помогут астрономам лучше понять механизмы формирования планетных систем и расширить границы наших знаний о Вселенной.
Ранее астрономы узнали, как звучат «вопли» черной дыры Персея.