Аннотация:
Астрономы недавно подтвердили существование чрезвычайно молодой гигантской экзопланеты Элиас 2-24 б. Планета находится на расстоянии около 450 световых лет от Земли, а ее возраст менее 1 миллиона лет. Она все еще похоронена глубоко в диске газа и пыли, окружающем ее родительскую звезду, и продолжает аккрецировать материал из окружающего материала. Это не только самая молодая из когда-либо обнаруженных планет, но и она сформировалась гораздо быстрее, чем ожидали современные теории формирования планет.
Элиас 2-24 b имеет примерно ту же массу, что и Юпитер, а звездная система, в которой он находится, все еще находится на очень ранней стадии эволюции. После рождения молодой звезды вокруг нее обычно остается большое количество газа, пыли, льда и каменистого материала, который вращается вокруг звезды, образуя протопланетный диск. Со временем материал диска постепенно сталкивался, собирался и под действием гравитации образовывал все большие и большие небесные тела и в конечном итоге превратился в планеты. Астрономам крайне редко удается непосредственно наблюдать планеты в процессе, потому что новорожденные планеты часто скрыты самим газом и пылью, которые их сформировали.
Исследователи использовали коронограф в обсерватории Кек на Гавайях для повторного анализа ранее накопленных данных наблюдений. Коронограф блокирует чрезвычайно яркий свет звезды, давая астрономам возможность искать близлежащие, гораздо менее яркие объекты. Исследовательская группа ранее проводила наблюдения за 7 звездами с материальными дисками вокруг них, и считалось, что такие структуры, как кольца и промежутки в этих дисках, возможно, связаны с образующимися планетами.
Среди них есть очень очевидный узкий разрыв в пылевом диске вокруг Элиаса 2-24. Исследователи полагают, что если бы здесь росла планета, ее гравитация продолжала бы высасывать окружающий материал и очищать орбиту в диске, создавая очевидный разрыв. Наконец, внутри этого разрыва исследователи обнаружили Элиаса 2-24 b.
На самом деле открытие этой планеты произошло около 10 лет назад. Ранее Большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка Атакамы (ALMA) в Чили обнаружила разрыв в пылевом диске, окружающем Элиас 2-24. Впоследствии Очень Большой Телескоп (VLT) Европейской Южной Обсерватории обнаружил в этом промежутке очень слабую светящуюся точку. Астрономы в то время подозревали, что это может быть планета в процессе становления, но это объяснение было трудно согласовать с существующими моделями формирования планет.
Проблема в том, что эта планета-кандидат находится очень далеко от своей родительской звезды, примерно в 55 раз больше расстояния от Земли до Солнца. Согласно современной теории, для формирования гигантской планеты с массой Юпитера на расстоянии от Солнца, эквивалентном орбите Юпитера, потребуется около 5 миллионов лет, а если она находится дальше от звезды, то обычно требуется больше времени. Однако возраст звездной системы, в которой находится Элиас 2-24 b, составляет менее 1 миллиона лет, а это означает, что она должна была завершить крупномасштабный рост за гораздо более короткое время, чем ожидалось теоретически.
Затем исследователи получили исторические файлы наблюдений обсерватории Кека, надеясь подтвердить, появилось ли уже таинственное световое пятно. Результаты показали, что тот же слабый источник света также появлялся в данных наблюдений телескопа Кек в 2018 и 2020 годах. Объединив наблюдения разных лет и отслеживая положение пятна с течением времени, исследователи обнаружили, что оно двигалось в соответствии с движением планеты, вращающейся вокруг звезды, а не фоновой звезды или артефакта, созданного в процессе визуализации телескопа.
Эти долгосрочные наблюдения наконец позволили исследовательской группе подтвердить, что это загадочное световое пятно — это Элиас 2-24 б. Она не только имеет массу, близкую к Юпитеру, но и все еще находится на стадии роста, продолжая аккрецию окружающего материала, поэтому астрономы фактически наблюдают процесс «рождения» гигантской планеты.
Это открытие бросает новые вызовы существующим теориям формирования планет. Возраст самых молодых планет, которые, как считалось ранее, находились в системах PDS 70 и WISPIT 2, превышает 5 миллионов лет. Возраст Элиаса 2-24 b составляет менее 1 миллиона лет, но он вырос почти до массы Юпитера, что указывает на то, что скорость образования планет-гигантов может быть намного быстрее, чем считалось ранее.
Исследователи отметили, что в Млечном Пути постоянно формируются новые звезды и планеты, поэтому во Вселенной на самом деле существуют планеты, находящиеся на разных стадиях эволюции. Однако диапазон, в котором существующие телескопы могут напрямую наблюдать, все еще очень ограничен. Возраст большинства из примерно 6000 подтвержденных экзопланет составляет миллиарды лет, и они обычно вращаются относительно близко к своим родительским звездам. Напротив, новорожденные планеты часто скрыты толстыми слоями пыли и газа, что затрудняет астрономам возможность увидеть их напрямую.
Традиционные методы открытия экзопланет еще больше усугубляют эту предвзятость. Большое количество экзопланет обнаруживается транзитным методом, то есть когда планета проходит между земными наблюдателями и звездой, она ненадолго блокирует часть света звезды, вызывая небольшое уменьшение яркости звезды. Но молодые планеты могут закрывать толстые пылевые диски, а планеты, расположенные дальше от своих звезд, имеют очень длинные орбитальные периоды, поэтому транзитные события более редки.
Таким образом, «Элиас 2-24 b» предоставляет ученым чрезвычайно редкую возможность напрямую изучить самый ранний рост планеты-гиганта. Исследователи полагают, что этот тип чрезвычайно молодых планет может помочь улучшить модели формирования планет, созданные в настоящее время на основе теоретических расчетов, компьютерного моделирования и наблюдений за молодыми звездами, и объяснить, почему некоторые планеты могут быстро расти за очень короткое время.
Ожидается, что в будущем римский космический телескоп НАСА Нэнси Грейс еще больше расширит эти возможности наблюдения. Римский телескоп был запущен 30 августа и оснащен более совершенным коронографом, который позволяет более эффективно отличать крайне тусклые окружающие планеты от сильного сияния звезд.
Римский телескоп также может использовать методы прямой визуализации для поиска молодых планет и, как ожидается, будет наблюдать за планетами, расположенными ближе к звезде, включая некоторых «близнецов Юпитера», которые в настоящее время трудно увидеть напрямую в телескопы. Для сравнения, Элиас 2-24 b в настоящее время вращается примерно в 10 раз дальше от своей родительской звезды, чем типичная орбита Юпитера.
Астрономы надеются, что с появлением нового поколения наблюдательного оборудования, такого как «Роман», постепенно появится большое количество «детских планет», которые долгое время были скрыты в протопланетном диске. Наблюдая за молодыми планетами разного возраста, с разным орбитальным расстоянием и разной массой, ученые впервые смогут более полно восстановить весь процесс от пылево-газового диска до зрелой планетной системы.
Открытие Элиаса 2-24 b означает, что астрономы теперь могут напрямую видеть признаки роста планет-гигантов в реальной космической среде, а эта планета, возраст которой менее 1 миллиона лет, также показывает, что по крайней мере некоторые планеты-гиганты могут формироваться быстро и за гораздо более короткое время, чем предсказывают традиционные модели. Результаты исследования были опубликованы в «The Astrophysical Journal Letters» 16 сентября 2026 года.
Комментарии