В последние годы число известных внесолнечных планет (также известных как экзопланеты) выросло в геометрической прогрессии. На сегодняшний день подтверждено наличие 5799 экзопланет в 4310 звездных системах, и еще тысячи кандидатов ожидают подтверждения. Что особенно заинтересовало астрономов, так это то, что звезды М-типа (красные карлики) очень хорошо формируют каменистые планеты. В частности, астрономы обнаружили множество газовых гигантов и планет, масса которых в несколько раз превышает массу Земли (Суперземли), вращающихся вокруг этих маломассивных и более холодных звезд.
Рассмотрим TOI-6383A, холодную звезду-карлика массой менее половины Солнца, которая вращается вокруг еще меньшего и более холодного компаньона – звезды красного карлика TOI-6383B. В недавнем исследовании международная группа астрономов в рамках исследования «Поиск гигантских экзопланет вокруг M-карликовых звезд» (GEMS) обнаружила гигантскую планету, проходящую транзитом перед главной звездой, получившую обозначение TOI-6383Ab. Эта планета по размеру и массе похожа на звезду-компаньон системы, что поднимает вопросы об образовании планет-гигантов в звездных системах красных карликов.
Команду возглавила Лия Марта Бернабо, аспирантка-астроном из Техасского университета в Остине (ЮТА) и Немецкого аэрокосмического центра (DLR). К ней присоединились коллеги из коллаборации GEMS, в которую входят астрономы из Центра обитаемости планетарных систем, Лаборатории науки о Земле и планетах Карнеги, Центра экзопланет и обитаемых миров, Цюрихского института физики элементарных частиц и астрофизики, Института Антона Паннекука. Институт астрономии, NOIRLab, Центр космических полетов имени Годдарда НАСА, а также множество университетов и институтов. Статья, в которой подробно описываются их результаты, была недавно принята к публикации Астрономический журнал.
Система TOI6383 состоит из двух красных карликов, расположенных примерно в 560 световых годах от Земли. Основная звезда (A) примерно на 46% массивнее Солнца и примерно такого же размера, а ее расчетная температура поверхности составляет 3444 К (3170 ° C; 5740 ° F) — около 60% температуры поверхности Солнца. Его компаньон (B) на 20,5% массивнее нашего Солнца, на 22% его размера и имеет расчетную температуру поверхности 3121 К (2848 °C; 5158 °F). Между тем TOI6383Ab имеет массу и размеры, сравнимые с Юпитером, и орбитальный период около 1,79 суток.
На основе обзора всего неба с помощью спутника НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS) исследовательская группа GEMS занимается поиском гигантских экзопланет вокруг звезд М-карликов (GEMS) с использованием метода транзита (транзитной фотометрии). Это состоит в наблюдении за звездами на предмет периодических спадов яркости, что может указывать на то, что планеты проходят (или проходят транзитом) перед своими родительскими звездами относительно наблюдателя. Экзопланета была обнаружена TESS и подтверждена сочетанием фотометрии и измерений лучевой скорости с использованием наземных телескопов.
Целью этого исследования является проверка теорий формирования планет, которые можно разделить на две основные категории. Первый сценарий — это модель аккреции ядра, в которой планетезимали коагулируют вокруг массивного ядра. Однако в последние десятилетия эта модель стала подвергаться сомнению, главным образом потому, что она несовместима с массовым бюджетом и временными масштабами формирования М-карликов. Вокруг карликовых звезд обычно менее массивные протопланетные диски, а это означает, что материала для формирования планет-гигантов недостаточно.
Второй сценарий — это модель быстрого формирования, в которой массивный протозвездный диск под действием собственной гравитации распадается на сгустки, которые затем аккрецируют материал и образуют планеты. Открытие этой последней массивной планеты вокруг звезды малой массы поможет астрономам проверить эти конкурирующие модели. На сегодняшний день вокруг красных карликов М-типа обнаружено только 20 массивных экзопланет. Исследование GEMS направлено на увеличение этого количества как минимум до 40, после чего можно будет провести более точные испытания этих моделей.
Дальнейшее чтение: Институт планетарных исследований DLR, Астрономический журнал
