У далекой звезды нашли гигантскую планету, которая не должна была существовать

Европейские планетологи впервые открыли планету размером с Юпитер у небольшого красного карлика, которая не должна существовать в соответствии с общепринятыми теориями об их формировании. Возможные последствия этого открытия для науки были раскрыты в журнале Science.

"Существование подобной планеты можно было бы объяснить, если бы она образовалась в очень толстом и тяжелом протопланетном диске. Его существование, однако, тоже находится под вопросом, так как такие структуры нестабильны и должны распадаться еще во время формирования самой звезды. Вдобавок, мы никогда не видели их у новорожденных светил", - рассказывает один из авторов работы Хуберт Клар из Астрономического института в Гейдельберге (Германия).

За последние десять лет астрономы открыли свыше четырех тысяч планет за пределами Солнечной системы. Часть из них по размерам и свойствам напоминают Землю, а остальные похожи на Юпитер и другие планеты-гиганты. Сейчас планетологи активно ведут "перепись" этих миров и пытаются понять, в каких условиях они образуются.

В частности, недавно ученые пришли к выводу, что размеры миров у той или иной звезды далеко не случайны - они зависят от ее размеров, а также того, как много "металлов" содержится в их недрах ("металлы" в этом случае заключены в кавычки, поскольку астрономы назвыают так все элементы тяжелее водорода и гелия). К примеру, большие планеты, которые превосходят Юпитер по массе в несколько раз, обычно соседствуют с крупными звездами, почти полностью состоящих из водорода и гелия.

Эту особенность газовых гигантов-"сверхтяжеловесов" ученые связывали с тем, как протекают процессы формирования звездных систем в целом и планет в частности. Дело в том, что сейчас планетологи предполагают, что для запуска этого процесса необходимо небольшое каменистое ядро, которое постепенно "наматывает" на себя окружающие его газ и пыль.

Чем больше этот "зародыш", тем больше материи он успевает накопить, прежде чем свет новорожденной звезды разрушит газопылевой диск, в котором формируются планеты. Размеры ядра будущего аналога Земли или Юпитера, в свою очередь, зависят от массы этого "бублика", которая не может превышать десятой части от массы светила. По этой причине ученые считали, что крупные газовые гиганты в принципе не могут возникнуть в окрестностях красных карликов, так как для этого там просто нет условий.

Наблюдая за небольшим красным карликом GJ 3512, который расположен в созвездии Большой Медведицы на расстоянии в 30 световых лет от Земли, Клар и его коллеги выяснили, что это правило соблюдается далеко не всегда. Это небольшое светило, которое можно было бы легко уместить в пустоте между Землей и Луной, возникло по астрономическим меркам недавно, несколько десятков или сотен миллионов лет назад. По этой причине им давно интересуются астрономы: они подозревают, что в окрестностях этой юной звезды могут скрываться планеты.

Высокий уровень активности планеты не позволял астрономам проверить эту гипотезу, так как вспышки на поверхности GJ 3512 должны скрывать следы фактически любой планеты, которая периодически затмевала свет этого красного карлика на пути к Земле. По этой причине Клар и его коллеги следили не за потускнениями светила, а за тем, как его спектр меняется под действием гравитационных взаимодействий с планетами.

Эти наблюдения принесли два неожиданных открытия. Ученые обнаружили следы существования сразу двух очень крупных планет, а также нашли намеки на то, что в системе GJ 3512 когда-то существовал еще и третий мир, "катапультированный" из нее в результате гравитационных взаимодействий с соседями.

Первая планета, GJ 3512 b, как показывают расчеты астрономов, в два раза уступает Юпитеру по своей массе, но при этом она всего в 200 раз легче, чем сама звезда. Это, как отмечает Клар, не может объяснить ни одна модель формирования экзопланет, что заставило его команду искать альтернативные объяснения тому, почему этот газовый гигант существует.

Наиболее правдоподобное объяснение этому, по словам планетолога, заключается как раз в том, что этот газовый гигант родился внутри нестабильного "толстого" протопланетного диска. Его распад в некоторых случаях приведет к появлению нескольких плотных сгустков материи, часть которых превратится в планеты. Так это или нет, пока проверить невозможно, так как астрономы еще не открыли ни одного подобного облака материи у новорожденных звезд. Их поиски станут следующей большой задачей для немецких планетологов, заключил Клар.