Астрономы нашли потенциально самую молодую транзитную экзопланету

Астрономы обнаружили кандидата в самую молодую транзитную экзопланету — им стал прародитель субсатурна или субнептуна у звезды с возрастом всего три миллиона лет. Его обнаружение стало возможным благодаря геометрии орбит звезд и протопланетного диска в системе. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Астрономы занимаются поисками очень молодых экзопланет, которые еще находятся в процессе формирования или только образовались, чтобы проверять модели их возникновения и последующей эволюции (например, сжатия с возрастом). С помощью транзитного метода ученым удалось обнаружить ряд планет у звезд возрастом от 10 до 40 миллионов лет, однако более молодые экзопланеты таким методом найти пока не удавалось, хотя другие методы давали результаты. Это связывается с тем, что события транзита могут скрываться от наблюдателя протопланетным диском, или же что объекты планетарного масштаба еще окончательно не сформировались в этом возрасте.

Группа астрономов во главе с Мэдисон Барбер (Madyson Barber) из Университета Северной Каролины сообщила, что обнаружила кандидата в самую молодую транзитную экзопланету. Открытие было сделано в ходе наблюдений за системой IRAS 04125+2902, за которой следил космический телескоп TESS, с 2019 года обнаруживший 17 событий транзита. Подтверждение было получено телескопами наземной сети Лас-Кумбрес.

IRAS 04125+2902 представляет собой звезду типа Т Тельца, возникшую внутри области звездообразования Тельца—Возничего, в отдельной субпопуляции звезд с возрастом 2,4 миллиона лет. У нее уже давно известен переходный околозвездный диск, подобные структуры обеднены пылью во внутренних областях, что связывается с наличием планет. Кроме того, у звезды есть звезда-компаньон на широкой орбите.

Ранее считалось, что обнаружение транзитной планеты в системе с диском маловероятно — объект должен иметь большое наклонение орбиты. Однако в случае IRAS 04125+2902 внешняя часть диска для земного наблюдателя видна почти плашмя, а внутренняя часть обеднена пылью до расстояния в двадцать астрономических единиц от звезды. Благодаря этому стало возможным обнаружить транзитным методом объект у основной звезды системы с возрастом 3,3 миллиона лет. Расстояние до системы составляет почти 522 световых года.

IRAS 04125+2902b совершает оборот вокруг своей звезды каждые 8,83 дня и обладает радиусом 0,96 радиуса Юпитера. Предполагается, что это не истинный газовый гигант, а прародитель субсатурна (планеты с радиусом 4–7 радиусов Земли) или субнептуна (около 1,5–4 радиуса Земли). Он вписывается в модель возникновения твердого ядра в диске за счет аккреции гальки с последующей аккрецией на ядро легких элементов. Ось вращения родительской звезды согласуется с осью вращения планеты, но почти перпендикулярна ориентации диска. Возможно, в системе имела место миграция планеты, а внутренний и внешний диски изначально были выровнены друг с другом.

Открытие подтверждает идею о том, что планеты могут формироваться и мигрировать по системе в достаточно короткие сроки, а также демонстрирует, что столь юная планета может быть сферообразным объектом с четкими границами, а не газопылевым облаком или все еще формирующимся за счет аккреции вещества из околопланетного диска объектом.

Юные экзопланеты можно искать и другими методами, например, по спиральным рукавам в диске.