«Слишком массивна для своей звезды»: ученые обнаружили огромную планету, которая меняет наши представления о красных карликах

Самый распространенный тип звезд в нашей галактике Млечный Путь называется красным карликом — он намного меньше и менее яркий, чем наше Солнце. Эти звезды – по крайней мере, так считалось – просто недостаточно велики, чтобы вместить планеты, намного большие, чем Земля.

Но открытие планеты, масса которой по крайней мере в 13 раз превышает массу Земли, вращающейся очень близко к красному карлику, масса которого составляет всего 11% массы Солнца, заставила астрономов вернуться к чертежной доске теории формирования планет с участием этого распространенного типа звезд. Соотношение масс этой планеты и ее звезды более чем в 100 раз больше, чем у Земли и Солнца.

«Мы обнаружили планету, которая слишком массивна для своей звезды», — сказал астроном штата Пенсильвания Суврат Махадеван, один из руководителей исследования, опубликованного на этой неделе в журнале Science.

Звезда под названием LHS 3154 находится относительно близко к нам, примерно в 50 световых годах от Земли. Световой год — это расстояние, которое свет проходит за год, 5,9 триллиона миль.

Солнце примерно в тысячу раз ярче этой звезды.

«Это всего лишь звезда», — сказал астроном Принстонского университета Гудмундур Стефанссон, ведущий автор исследования. «Его масса чуть выше границы, необходимой для поддержания термоядерного синтеза, чтобы считаться звездой».

Планета под названием LHS 3154 b вращается на расстоянии около 2,3% орбитального расстояния Земли от Солнца, обращаясь вокруг своей звезды каждые 3,7 дня. Она намного ближе к Солнцу даже, чем самая внутренняя планета нашей Солнечной системы Меркурий.

Планета может быть похожа по размеру и составу на Нептун, самую маленькую из четырех газовых планет нашей Солнечной системы. Диаметр Нептуна примерно в четыре раза больше диаметра Земли. Метод, использованный для изучения планеты, не позволил исследователям измерить ее диаметр, но они подозревают, что он примерно в три-четыре раза больше земного.

Нептун, у которого нет твердой поверхности, обладает динамичной атмосферой, в основном состоящей из водорода и гелия, поверх мантии, состоящей в основном из вязкого аммиака и воды, и твердого ядра. По словам Стефанссона, учитывая его вероятный состав, подобный Нептуну, и близость к своей звезде, он вряд ли поддерживает жизнь.

Звезды образуются, когда плотные сгустки межзвездного газа и пыли разрушаются под действием собственного гравитационного притяжения. Как только звезда рождается в центре такого облака, остатки материала образуют вокруг нее вращающийся диск, который питает звездный рост и часто дает начало планетам.

Так почему же красный карлик не может иметь планету размером с недавно описанную?

«Диск, образующий планеты вокруг звезд, составляет лишь небольшую часть массы звезды, и ожидается, что он будет масштабироваться вместе с этой массой. Поэтому звезда с очень малой массой должна иметь диск, который также имеет небольшую массу. Такой диск должен не будет достаточно тяжелым, чтобы дать начало планете, которую мы открыли», — сказал Махадеван.

«Эта планета поднимает вопросы о том, как планеты формируются вокруг звезд с наименьшей массой, поскольку ранее считалось, что такие звезды в основном способны образовывать только небольшие планеты земной группы, аналогичные по массе Земле», — сказал Стефанссон.

Исследователи обнаружили LHS 3154 b, обнаружив тонкое колебание родительской звезды, вызванное гравитационным воздействием планеты во время ее орбиты. Они использовали инструмент под названием «Искатель планет обитаемой зоны» (HPF), созданный командой под руководством Махадевана на телескопе Хобби-Эберли в обсерватории Макдональда Техасского университета.

Он был разработан для поиска планет, которые вращаются вокруг относительно холодных звезд и могут иметь жидкую воду на своей поверхности, что является ключевым фактором для жизни.

«Поскольку мы создаём новые инструменты и точность наших измерений возрастает, мы видим Вселенную новыми, неожиданными способами», — сказал Махадеван. «Мы построили HPF для обнаружения планет земной группы вокруг этих крутых звезд. Это открытие — еще одно в постоянном потоке сюрпризов, показывающее, как много нам еще предстоит узнать о планетах и ​​их формировании».