Астрономи підтвердили наймолодшу відому планету, світ віком менше 1 мільйона років, який все ще оточений газом і пилом, які він утворив.
Планета під назвою Еліас 2-24 b була відкрита за допомогою спостережень в архіві, який фінансує НАСА. Він все ще обертається навколо запорошеного диска своєї молодої зірки, даючи вченим рідкісну можливість вивчати формування планет, поки воно ще відбувається.
«Нашим моделям утворення планет уже більше 5 мільйонів років, щоб пояснити попередні рекорди щодо наймолодшої планети — чотиристоронній зв’язок між двома планетами, що обертаються навколо зірки PDS 70, і двома планетами, що обертаються навколо зірки WISPIT 2», — сказав Лукас Сієза, професор Інституту астрофізики та астрофізики Інституту. документ про результати. «Ілля 2-24 b показує нам, що навіть найкращі моделі формування нашої планети все ще пропускають деякі важливі процеси».
Наймолодшу відому планету було підтверджено
У дослідженні, опублікованому 16 вер Листи астрофізичного журналуДослідники на чолі з Андреа Бернарді, докторантом Університету Дієго Порталес у Чилі, переглянули архівні спостереження семи молодих зірок.
Ці зірки спостерігали за допомогою коронографа в обсерваторії WM Keck на Гаваях, яка співпрацює з НАСА в рамках угоди про співпрацю. Кожна зірка оточена диском уламків, повним пилу, газу та уламків льоду та каміння. Порожнини та інші структури в цих дисках можуть бути ознаками формування планети.
Коронограф блокує значну частину яскравого світла зірки, полегшуючи пошук набагато слабших об’єктів поблизу. Використовуючи цю техніку, астрономи шукали планети, заховані всередині пилових дисків. Планети, які обертаються навколо зірок за межами нашої Сонячної системи, називаються екзопланетами.
“Планети повинні з’явитися всередині пустот, тому що вони їх вирізають”, – сказав Бернарді. «І саме там ми знаходимо Іллю 2-24b».
Еліас 2-24 b розміром приблизно з Юпітер і обертається навколо зірки на відстані приблизно 450 світлових років від Землі. Оскільки система дуже молода, її вивчення дає астрономам уявлення про те, якою була наша Сонячна система мільярди років тому.
Спостерігати за формою планети
Зірки утворюються всередині гігантських хмар газу та пилу. Потім планети можуть виростати з матеріалу, що залишився навколо новонародженої зірки, поступово накопичуючи матерію та формуючи шляхи через навколишній диск.
Але дуже важко спостерігати за планетами на цих ранніх стадіях, тому що густий пил може приховати їх від очей.
Натомість більшість підтверджених екзопланет були знайдені транзитом. Транзит відбувається, коли планета проходить перед своєю зіркою, викликаючи невелике тимчасове зменшення світла зірки від Землі.
Коли планети все ще поховані в пилу або обертаються дуже далеко від своїх зірок, цей метод стає набагато складнішим у використанні. У результаті більшість із приблизно 6000 підтверджених екзопланет мають мільярди років і обертаються навколо своїх зірок відносно близько.
Зараз вчені створюють моделі формування планет, використовуючи теорії, комп’ютерне моделювання та спостереження за молодими зірками, оточеними дисками, де планети важко виявити безпосередньо. Такі відкриття, як Еліас 2-24 b, можуть забезпечити важливі глобальні випробування для цих моделей.
«Галактика постійно створює нові зірки та планети, тому їх багато на кожному етапі еволюції», — сказав Сьєза. «Це означає, що ми можемо бачити весь процес теоретично, але є велика прогалина в тому, що може виявити більшість телескопів. Зараз ми майже сліпі щодо цих маленьких планет».
Таємниця десятиліття постає у центрі уваги
Нове підтвердження також вирішує питання, яке астрономи обговорювали протягом майже 10 років.
Попередні спостереження з ALMA (Atacama Large Millimeter/submilimeter Array) у Чилі виявили розрив у пиловому диску навколо молодої зірки Еліас 2-24. Пізніше дуже великий телескоп Європейської південної обсерваторії в Чилі помітив крихітну крапку світла всередині щілини.
Вчені задавалися питанням, чи може цей об’єкт бути планетою. Проблема полягала в тому, що існуючі теорії формування планет припускали, що гігантська планета не повинна формуватися так швидко, особливо на такій великій відстані від своєї зірки.
Сучасні моделі припускають, що формування планети розміром з Юпітер на відстані Юпітера від Сонця (яка трохи більше ніж у п’ять разів перевищує відстань від Землі до Сонця) займе приблизно 5 мільйонів років. Гігантській планеті, яка знаходиться далі, потрібно ще більше часу.
Однак слабкий об’єкт у системі Еліас 2-24 знаходиться приблизно в 55 разів далі від своєї зірки, ніж Земля від Сонця, і вже демонстрував ознаки формування планети.
Підтверджує архівну інформацію Ільяс 2-24 б
Щоб провести подальше дослідження, Бернарді та його колеги шукали в архівах обсерваторії Кека, спільної роботи NASA між обсерваторією Кека та Інститутом науки про екзопланети NASA при Каліфорнійському технологічному інституті/IPAC.
Вони знайшли той самий крихітний об’єкт під час спостережень, зібраних у 2018 та 2020 роках. Об’єднавши спостереження та відстежуючи рух об’єкта з часом, команда визначила, що він більше схожий на планету, що обертається навколо зірки, ніж на артефакт зображення чи віддалену фонову зірку.
Цей аналіз остаточно ідентифікує об’єкт як Ілля 2-24 b.
«Зазвичай ми чуємо про окремі телескопи, але це підтвердження було можливим лише за допомогою кількох телескопів», — сказав Бернарді. «Elias 2-24 b знаходиться на межі того, що можуть виявити сучасні телескопи, але з новими інструментами, такими як космічний телескоп NASA Nancy Grace, такі відкриття мають стати легшими».
Роман може розкрити більше планет дитини
Роман, запущений 30 серпня, має ще більш вдосконалений коронограф, призначений для виявлення планет, які важче побачити за допомогою існуючих телескопів.
Використовуючи аналогічні методи спостереження, Роман зможе ідентифікувати планети на вузькій орбіті, включно з справжніми аналогами Юпітера, які наразі закриті сяйвом їхніх зірок. Ілля 2-24 b, для порівняння, обертається приблизно в 10 разів далі від своєї зірки.
Ця додаткова чутливість може допомогти астрономам виявити більше планет на ранніх стадіях формування, заповнивши одну з найбільших прогалин у спостереженні в науці про екзопланети.
«Це лише початок нової ери відкриттів», — сказав Сьєза. «Дивно, що завдяки сучасним технологіям ми можемо побачити процес формування планет, а Роман виводить полювання на планети на новий рівень».
