Астрономы нашли планету там, где ей не место

Вокруг оранжевого карлика из созвездия Гидры обнаружена «суперземля», вращающаяся по орбите, что вдвое дальше плутоновой. Ни по удалённости, ни по возрасту этой звёздной системы присутствие там экзопланеты не укладывается в современные астрономические теории.
Джон Дебес (John Debes) с коллегами из Института космического телескопа (США), используя «Хаббл», понаблюдал за молодым оранжевым карликом TW Гидры возрастом примерно 8 млн лет и обнаружил в его краях планету-рекордсмена.

Она удалена от звезды на расстояние, которое в 80 раз превышает дистанцию от Земли до Солнца (80 а. е.), при том что от Солнца до Плутона, к примеру, в среднем нет и 50 а. е.


Вокруг молодой звезды есть протопланетный диск радиусом примерно в 65 млрд км, в котором наличествует пустота в форме кольца, шириной более 3 млрд км, — признак планеты, «прячущейся внутри кольца».

По оценкам астрономов, планета пока невелика — от 6 до 28 масс Земли, что соответствует «суперземле», однако процесс формирования не закончен, и у находки всё ещё впереди. Считается, что на таком расстоянии от звёзд, вдали от снеговой линии, планеты легко накапливают большие количества газов, что обычно делает их газовыми гигантами.

Так что необычного в открытии? Существующие теории образования планет считают, что каждая из них формируется десятки миллионов лет, по мере обращения вокруг своего светила и накапливания газа и пыли из протопланетного диска. Очевидно, что объект на орбите в 80 а. е. будет скопидомствовать медленнее, а потому затратит больше времени на образование. Так, Юпитер, по расчётам, должен был сформироваться в 200 раз быстрее этой экзопланеты. И если он образовывался примерно 10 млн лет, то за какой же срок должно закончиться формирование экзопланеты вокруг TW Гидры?!

Но не спешите произносить: «Миллиарды лет». Оранжевая звезда на 45% легче Солнца и при младенческом возрасте в 8 млн лет, по нашим теориям, просто не могла успеть сотворить планету на таком удалении. Следовательно, по каким-то причинам формирование находки идёт быстрее, чем предписывают учебники.

В принципе, есть альтернативная гипотеза планетообразования, в которой участок протопланетного диска в результате гравитационной нестабильности может сколлапсировать и создать планету всего за десятки тысяч лет. Если астрономам действительно удастся подтвердить наличие планеты у этой звезды (и на таком удалении), это станет сильным аргументом в её пользу.


Как будто этого мало, обнаружилось, что у TW Гидры «неправильный» протопланетный диск, точнее — его наиболее удалённая от звезды часть, в которой нет больших частиц пыли. Далее 8,8 млрд км от светила нет ничего даже величиной с песчинку, а это значит, что формирующаяся экзопланета создаётся без участия крупных частиц пыли, считавшихся непременным условием такого процесса.

«Обычно, чтобы получить планету, вам сначала требуются камешки. И если планета не имеет пыли крупнее песчинок, это кажется дерзким вызовом традиционной модели формирования планет», — заключает Джон Дебес.

Отчёт об исследовании опубликован в Astrophysical Journal, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам НАСА.