Большинство планетных систем содержат миры, которые больше Земли, но меньше Нептуна, и планеты с низкой плотностью вокруг одной молодой звезды должны помочь нам понять, как формируются такие системы.
Одна из планет с низкой плотностью по сравнению с Землей. НАСА
Четыре планеты, вращающиеся вокруг новорожденной звезды в нашей галактике, настолько легкие, что имеют плотность полистирола, и могут стать ключевым недостающим звеном в понимании того, как формируются наиболее распространенные планетные системы.
Эта солнечная система необычна по сравнению с большинством других планетных систем в Млечном пути, которые обычно содержат планеты, большие Земли, но меньшие Нептуна. Астрономы обнаружили сотни подобных планетных систем, но почти все они сформировались вокруг звезд, возраст которых исчисляется миллиардами лет, что затрудняет объяснение их формы.
Теперь Эрик Петигура из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и его коллеги идентифицировали четыре плотно сгруппированных планеты, которые, по-видимому, сформировались недавно, учитывая, что они вращаются вокруг молодой звезды возрастом 20 миллионов лет под названием V1298 Tau.
Реклама
«Мы наблюдаем молодую версию планетной системы, подобной тем, что мы видим по всей галактике», — говорит Петигура.
Звезда V1298 Тау и её четыре планеты были впервые обнаружены в 2017 году, но о самих планетах было известно очень мало. Петигура и его команда использовали телескопы в космосе и на Земле для наблюдения за ними в течение пяти лет, ища незначительные вариации во времени, необходимом каждой планете для совершения оборота и прохождения перед звездой из-за гравитационных сил притяжения между четырьмя мирами. Измеряя эти небольшие различия, они смогли более точно рассчитать радиус и массу каждой планеты.
Однако, чтобы этот метод сработал, им нужно было заранее знать, сколько времени потребуется каждой из четырех планет для совершения оборота вокруг звезды в отсутствие гравитационных сил. У них не было этой информации для самой дальней планеты, поэтому им пришлось полагаться на предположения – и если бы их предположение оказалось неверным, то все их расчеты потерпели бы неудачу.
«Честно говоря, я считал это довольно бессмысленным занятием», — говорит Петигура. «Мы могли ошибиться во многих отношениях… когда мы впервые получили данные о прохождении [самой дальней планеты], я чуть не упал со стула; это было похоже на то, как если бы кто-то сделал удар в лунку с первого раза в гольфе».
После того как они точно измерили периоды обращения всех планет и рассчитали их радиусы и массы, они смогли оценить плотность каждой планеты. Они обнаружили, что плотность этих планет оказалась одной из самых низких среди всех известных экзопланет: радиусы составляли от пяти до десяти земных, а массы — лишь в несколько раз больше.
«Эти планеты имеют плотность, сравнимую с пенополистиролом; их плотность чрезвычайно низка», — говорит Петигура.
Это происходит потому, что планеты находятся в процессе сжатия под действием гравитации, образуя планеты, радиус которых составляет всего от одного до трех радиусов Земли, так называемые суперземли или субнептуны. Петигура и его команда смоделировали эволюцию планет и обнаружили, что в конечном итоге они превратятся именно в такие планеты.
Столетние поиски гигантского метеорита, который исчез.
В 1916 году солдат вернулся из пустыни Сахара с невероятной историей о метеорите, который затмевал все остальные. Более ста лет поисков не принесли результатов, но теперь братья-близнецы считают, что разгадали эту загадку.
Планеты в созвездии V1298 Тау находятся в так называемом орбитальном резонансе, что означает, что время обращения планет кратно друг другу. Это соответствует представлению астрономов о том, как формируется большинство планетных систем, включая нашу Солнечную систему, говорит Шон Реймонд из Университета Бордо во Франции. Они начинаются как переполненные системы с четко выраженным орбитальным резонансом, но затем становятся нестабильными с точки зрения соотношения их периодов.
«Обнаруженная система планет малой массы, расположенных близко к звезде и вращающихся вокруг очень молодой звезды, представляет собой потенциального предшественника типичной системы, близкой к Нептуну», — говорит Раймонд. «Это открытие поразительно, поскольку очень сложно охарактеризовать такие молодые системы».
Природа DOI: 10.1038/s41586-025-09840-z
Источник: www.newscientist.com
