Астрономи ідентифікували унікальну планетну систему навколо молодої зірки V1298 Tau, яка складається з чотирьох планет напрочуд низької щільності. Ці світи, що обертаються навколо зірки віком 20 мільйонів років, мають щільність, порівнянну з пінополістиролом, ключовою знахідкою, яка може розкрити таємниці формування найпоширеніших типів планетних систем у нашій галактиці.
Відсутня ланка у формуванні планет
Протягом багатьох років астрономи виявили багато планетних систем, що містять планети, більші за Землю, але менші за Нептун. Однак майже всі ці системи обертаються навколо старих зірок, що ускладнює безпосереднє спостереження процесу формування. Система V1298 Tau забезпечує рідкісний погляд на молоду версію цих поширених планетних конфігурацій у режимі реального часу.
«Ми бачимо молоду версію того типу планетної системи, яку ми бачимо по всій галактиці», — пояснює Ерік Петігура з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі. Це відкриття є важливим, оскільки дозволяє вченим вивчати формування планет як це відбувається, а не робити висновки на основі зрілих систем.
Як було зроблено відкриття
Систему вперше виявили в 2017 році, але детальні спостереження вимагали п’яти років копіткої роботи з використанням як космічних, так і наземних телескопів. Команда під керівництвом Джона Лівінгстона та Еріка Петігури відстежила тонкі зміни орбітального часу планет, спричинені гравітаційною взаємодією між ними. Ці зміни дозволили їм обчислити радіус і масу кожної планети з безпрецедентною точністю.
Процес проходив не без труднощів. Обчислення орбіти найдальшої планети вимагало обґрунтованих припущень; помилка в розрахунках може зробити все дослідження недійсним. Однак оцінки команди були напрочуд точними, підтверджуючи їхні висновки.
Самі планети: напрочуд низька щільність
Вимірювання показали, що планети мають виключно низьку щільність, яку можна порівняти з піною. Їх радіуси коливаються в п’ять-десять разів більше земного, тоді як їхня маса лише в кілька разів більша. Це свідчить про те, що планети все ще руйнуються під дією власної сили тяжіння, повільно розвиваючись до більш компактних розмірів, схожих на суперземлю або Нептун, поширених у старих системах.
Орбітальний резонанс і стабільність системи
Планети у V1298 Tau демонструють орбітальний резонанс, тобто їхні орбітальні періоди математично пов’язані один з одним. Ця конфігурація узгоджується з переважаючою теорією формування планетних систем, згідно з якою системи спочатку формуються в щільно упакованому резонансному стані, перш ніж стати нестабільними протягом мільярдів років.
Шон Рейманд з Університету Бордо зазначає, що це відкриття є потенційним попередником типових систем, схожих на Нептун. Вивчення таких молодих систем надзвичайно складне, що робить це відкриття особливо цінним.
«Ця виявлена система близько розташованих планет малої маси, що обертаються навколо дуже молодої зірки, є потенційним попередником типової системи, схожої на Нептун», — сказав Рейманд.
На завершення система V1298 Tau пропонує безпрецедентний погляд на ранні етапи формування планет. Напрочуд низька щільність цих молодих світів дає важливі підказки для розуміння того, як виникли найпоширеніші типи планетних систем у нашій галактиці, заповнюючи критичну прогалину в наших знаннях про еволюцію екзопланет.
