На сегодняшний день астрономы подтвердили существование 5638 внесолнечных планет в 4199 звездных системах. В ходе этого процесса ученые обнаружили множество миров, которые превзошли все ожидания. Это, безусловно, относится к «горячим Нептунам», планетам, которые похожи на «ледяных гигантов» внешней Солнечной системы, но вращаются гораздо ближе к своим звездам. Но когда группа астрономов под руководством Университета Джона Хопкинса обнаружила TIC365102760 b (он же Феоникс), они заметили нечто совершенно неожиданное: планету размером с Нептун, которая сохранила свою атмосферу, раздуваясь.
Исследование возглавил Сэм Грюнблатт, астрофизик факультета физики и астрономии имени Уильяма Х. Миллера III JHU. К нему присоединилась международная команда, в которую входили аспирант-исследователь NSF Николас Сондерс, 51 научный сотрудник Pegasi b Шрейас Виссапрагада, Стивен Джакалоне, Эшли Чонтос и Джозеф М. Акана Мерфи, а также исследователи из многих престижных институтов и университетов. Статья, описывающая их выводы (недавно появившаяся в Астрофизический журнал) является частью серии под названием «Транзитные гиганты TESS Giants».
Слоеные планеты — это новый класс невероятно редких экзопланет, на долю которых приходится примерно 1% планет в нашей галактике. Команда обнаружила Феоникс, объединив данные со спутника для исследования транзитной экзопланеты (TESS) с измерениями лучевой скорости, полученными с помощью Эшелле-спектрометра высокого разрешения (HIRES) в обсерватории Кека. Их данные показали, что Феоникс в 0,55 раза больше Юпитера, но всего в 0,06 раза массивнее, который вращается вокруг звезды красного гиганта с периодом 4,21285 дней (примерно в шесть раз ближе к своей звезде, чем расстояние между Меркурием и Солнцем).
Учитывая возраст и температуру звезды, а также чрезвычайно низкую плотность планеты, команда ожидала, что газовые оболочки Феоникса должны были быть удалены миллиарды лет назад. Основываясь на ее плотности, команда также подсчитала, что эта планета является самой пухлой «пухлой планетой», обнаруженной на сегодняшний день (примерно в 60 раз менее плотной, чем самый плотный «горячий Нептун»), и что она начнет вращаться по спирали к своей звезде примерно через 100 миллионов лет. . Как объяснил Грюнблатт в пресс-релизе JHU HUB:
«Эта планета развивается не так, как мы думали. Похоже, что у нее гораздо большая и менее плотная атмосфера, чем мы ожидали от этих систем. Как ему удалось сохранить эту атмосферу, несмотря на то, что он находился так близко к такой крупной звезде, остается большим вопросом».
«Это самая маленькая планета, которую мы когда-либо находили вокруг одного из этих красных гигантов, и, вероятно, планета с самой низкой массой, вращающаяся вокруг [red] гигантская звезда, которую мы когда-либо видели. Вот почему это выглядит очень странно. Мы не знаем, почему у него все еще есть атмосфера, тогда как другие «горячие Нептуны», которые намного меньше и плотнее, похоже, теряют свою атмосферу в гораздо менее экстремальных условиях».
Эти результаты могут иметь значение для нового понимания поздней стадии эволюции планетных систем и помочь ученым предсказать, что произойдет с Солнечной системой через несколько миллиардов лет. Согласно стандартным моделям звездной эволюции, наше Солнце выйдет из фазы главной последовательности, расширится, превратившись в красного гиганта, и в конечном итоге поглотит внутренние планеты. Основываясь на этих результатах, они предсказывают, что атмосфера Земли может развиваться не так, как ожидали ранее астрономы. Вместо того, чтобы наше Солнце взорвало его, наша атмосфера может расшириться и стать невероятно «пухлой».
Феоникс — последняя пухлая планета, исследованная международной командой на основе данных TESS. Известно, что слоеные планеты встречаются редко, но экзопланеты, такие как Феоникс, особенно неуловимы из-за их небольшого размера и низкой плотности. В будущем Грюнблатт и его коллеги планируют искать больше таких меньших миров и уже определили дюжину потенциальных кандидатов, объединив данные о транзитных и лучевых скоростях.
Дополнительная литература: Университет Джона Хопкинса, Астрофизический журнал.
