Ученые впервые проследили, как молодые планеты превращаются в суперземли
Астрономы получили редкую возможность увидеть, как формируются самые распространенные типы планет во Вселенной — суперземли и мини-нептуны. Ключом к разгадке стала молодая планетная система V1298 Tau, где сразу четыре крупные планеты прямо сейчас теряют свои атмосферы под воздействием излучения звезды.
Звезда V1298 Tau находится примерно в 350 световых годах от Земли и по космическим меркам еще совсем молодая: ей всего около 23 млн лет. Вокруг нее обращаются четыре планеты на очень тесных орбитах с периодами от 8 до 49 земных суток. Все они проходят по диску звезды, что позволяет астрономам подробно изучать их параметры.
Сначала эти планеты выглядели просто огромными: их размеры в 5–10 раз превышали земной. Астрономы предположили, что они очень легкие и окружены толстым слоем газа, но прямых измерений массы не хватало. Теперь команда под руководством Джона Ливингстона из Астробиологического центра в Токио смогла это подтвердить.
Исследователи использовали метод вариаций времени транзита. Транзит — это момент, когда планета проходит на фоне своей звезды и немного приглушает ее свет. Из-за тесного расположения планеты в этой системе тянут друг друга гравитацией, из-за чего транзиты происходят чуть раньше или позже расчетного времени. По этим отклонениям можно определить массу планет. Оказалось, что при больших размерах их масса сравнительно невелика. Это значит, что планеты состоят не из плотного камня, как Земля, а окружены толстыми, «раздутыми» атмосферами, которые сильно увеличивают их радиус.
Причина такого состояния — мощное излучение молодой звезды. Жесткий ультрафиолет и рентген нагревают верхние слои атмосферы, она расширяется и постепенно уходит в космос. Этот процесс называют фотоиспарением. По сути, звезда потихоньку сдувает атмосферы планет.
Моделирование показывает, что фотоиспарение будет продолжаться еще около 100 млн лет. В результате внутренние две планеты почти наверняка полностью лишатся газовой оболочки и превратятся в каменистые суперземли. Две внешние находятся дальше от звезды и теряют атмосферу медленнее. Они либо станут мини-нептунами, либо со временем тоже потеряют атмосферу.
Важно, что у всех четырех планет, судя по данным, ядра схожего размера. Это означает, что различия между суперземлями и мини-нептунами могут определяться не столько условиями рождения, сколько последующей эволюцией и расстоянием до звезды.
В этом материале собрали самые яркие события в исследованиях экзопланет 2025 года.
Источник фото на обложке: Astrobiology Center, NINS
Самое популярное
