Ученые выяснили происхождение редкой пары экзопланет
Астрономы впервые изучили атмосферу мини-Нептуна, который обращается внутри орбиты горячего Юпитера. Данные телескопа «Джеймс Уэбб» показали, что обе планеты, вероятно, родились далеко от своей звезды, за линией льда.
Источник: Jose-Luis Olivares, MIT. Художественное изображение странной пары экзопланет, состоящей из мини-Нептуна и горячего Юпитера,
МОСКВА, 7 мая. /Новости науки/. Астрономы из Массачусетского технологического института и их коллеги выяснили, что необычная пара экзопланет у звезды TOI-1130, вероятно, сформировалась далеко от нее, в холодной внешней части молодой планетной системы. К такому выводу ученые пришли после наблюдений мини-Нептуна TOI-1130b при помощи космического телескопа «Джеймс Уэбб». Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.
«Это первый случай, когда мы наблюдали атмосферу планеты, которая находится внутри орбиты горячего Юпитера. Эти измерения говорят нам, что мини-Нептун действительно сформировался за линией льда», — сказал научный сотрудник Института астрофизики и космических исследований имени Кавли при MIT Саугата Барат.
Звезда TOI-1130 находится примерно в 190 световых годах от Земли. В 2020 году астрономы обнаружили у нее две планеты. Первая — мини-Нептун, то есть газовый мир меньше Нептуна. Вторая — горячий Юпитер, крупная планета, которая обращается очень близко к своей звезде.
Такая пара удивила ученых. Обычно горячие Юпитеры считают «одинокими» планетами. Они настолько массивны, что их гравитация должна выбрасывать небольшие планеты с близких орбит. Однако в системе TOI-1130 мини-Нептун сохранился внутри орбиты своего крупного соседа.
Чтобы понять, как такая система могла возникнуть, исследователи изучили атмосферу мини-Нептуна TOI-1130b. Для этого они использовали «Джеймс Уэбб», который способен определять состав атмосферы по тому, какие длины волн света поглощает планета при прохождении перед звездой.
Наблюдения показали, что атмосфера TOI-1130b богата тяжелыми молекулами. Ученые нашли признаки водяного пара, углекислого газа, диоксида серы и возможные следы метана. Такой состав трудно объяснить, если планета с самого начала находилась очень близко к звезде.
По мнению авторов работы, мини-Нептун родился значительно дальше от светила — за так называемой линией льда. Так астрономы называют область в молодой планетной системе, где температура уже достаточно низкая, чтобы вода превращалась в лед. В такой зоне будущая планета могла накапливать лед, углекислый газ, сернистые соединения и другие летучие вещества.
Затем мини-Нептун и горячий Юпитер постепенно сместились ближе к звезде. Такой сценарий называют миграцией планет. Если движение было плавным, планеты могли сохранить близкое расположение друг к другу и не потерять свои атмосферы.
Авторы считают, что система TOI-1130 показывает редкий путь формирования планет. Она доказывает, что мини-Нептуны могут возникать за линией льда, а затем перемещаться в горячие внутренние области системы. Это важно для понимания того, как формируются самые распространенные типы планет в Млечном Пути.
«Это первый случай, когда мы наблюдали атмосферу планеты, которая находится внутри орбиты горячего Юпитера. Эти измерения говорят нам, что мини-Нептун действительно сформировался за линией льда», — сказал научный сотрудник Института астрофизики и космических исследований имени Кавли при MIT Саугата Барат.
Звезда TOI-1130 находится примерно в 190 световых годах от Земли. В 2020 году астрономы обнаружили у нее две планеты. Первая — мини-Нептун, то есть газовый мир меньше Нептуна. Вторая — горячий Юпитер, крупная планета, которая обращается очень близко к своей звезде.
Такая пара удивила ученых. Обычно горячие Юпитеры считают «одинокими» планетами. Они настолько массивны, что их гравитация должна выбрасывать небольшие планеты с близких орбит. Однако в системе TOI-1130 мини-Нептун сохранился внутри орбиты своего крупного соседа.
Чтобы понять, как такая система могла возникнуть, исследователи изучили атмосферу мини-Нептуна TOI-1130b. Для этого они использовали «Джеймс Уэбб», который способен определять состав атмосферы по тому, какие длины волн света поглощает планета при прохождении перед звездой.
Наблюдения показали, что атмосфера TOI-1130b богата тяжелыми молекулами. Ученые нашли признаки водяного пара, углекислого газа, диоксида серы и возможные следы метана. Такой состав трудно объяснить, если планета с самого начала находилась очень близко к звезде.
По мнению авторов работы, мини-Нептун родился значительно дальше от светила — за так называемой линией льда. Так астрономы называют область в молодой планетной системе, где температура уже достаточно низкая, чтобы вода превращалась в лед. В такой зоне будущая планета могла накапливать лед, углекислый газ, сернистые соединения и другие летучие вещества.
Затем мини-Нептун и горячий Юпитер постепенно сместились ближе к звезде. Такой сценарий называют миграцией планет. Если движение было плавным, планеты могли сохранить близкое расположение друг к другу и не потерять свои атмосферы.
Авторы считают, что система TOI-1130 показывает редкий путь формирования планет. Она доказывает, что мини-Нептуны могут возникать за линией льда, а затем перемещаться в горячие внутренние области системы. Это важно для понимания того, как формируются самые распространенные типы планет в Млечном Пути.
