14,6 тыс подписчиков
Новооткрытая экзопланета ломает современные представления о формированиях планет.
Группа астрономов во главе с Гудмундуром Стефанссоном (Guðmundur Stefánsson) из Принстонского университета обнаружила экзопланету (т. е. планету, находящуюся вне Солнечной системы), существование которой проблематично объяснить современными моделями образования планет. Новооткрытая нептуноподобная планета получили обозначение LHS 3154b и вращается вокруг красного карлика LHS 3154, расположенной на расстоянии почти 52 световых лет от нас. Экзопланета была обнаружена с помощью метода радиальных скоростей спектрографом HPF, установленного на десятиметровом телескопе Хобби-Эберли в обсерватории Мак-Доналд, наблюдения велись в период с 23 января 2020 года по 13 апреля 2022 года.
Звезда LHS 3154 относится к спектральному типу M6.5, обладает массой 0,111 масс Солнца, её возраст — примерно 5 миллиардов лет. Планета LHS 3154b обращается вокруг неё с периодом 3,71 дня и минимальной массой 13,2 массы Земли, длина большой полуоси её орбиты составляет 0,022 астрономической единицы (1 а. е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца — примерно 150 млн км), а эксцентриситет — 0,076 а. е.
Так в чём проблема то? LHS 3154b слишком большая для своей звезды. Модель формирования планет путем аккреции вещества протопланетного диска предсказывает, что крупные планеты (массой больше Нептуна) не должны рождаться у маломассивных звёзд, что подтверждается данными многочисленных наблюдений. Связано это с общей массы мелких твёрдых частиц в диске, которая прямо пропорциональная массе звезды.
Но как объяснить существование LHS 3154b? Учёные рассмотрели несколько версий.
Первая предполагает аккреционный сценарий, который предполагает, что рост ядра планета происходит за счёт аккреции материала по мере прохождения через среду протопланетного диска. Второй вариант предлагает сценарий гравитационной нестабильности: те районы, где скопилось больше всего вещества, будут оказывать большее гравитационное влияние на соседние регионы, притягивая окружающий материал в значительных количествах. Первый вариант объясняет возникновение скалистых планеты, второй — планет-газовых гигантов. Но в обоих случаях требуется ещё более массивный диск, поэтому эти сценарии были признаны маловероятными.
Два других предположения признаны более вероятными. Во-первых, диск мог получить большое количество дополнительного вещества из окружающего молекулярного облака. Во-вторых, ядра протопланет могут формироваться после формирования протозвезды, когда протопланетный диск более массивный.
Вариант захвата блуждающей планеты не рассматривался, так как подобная вероятность ничтожно мала при таких значениях орбиты.
На изображении: сравнение размеров Солнца и Земли с размерами экзопланеты LHS 3154b со звездой LHS 3154. Сохранено отношение размеров, но не орбит.
Credit: Penn State University.
2 минуты
3 декабря 2023