Астрономы узнали происхождение необычной пары планет
В 190 световых годах от Земли, в нашей галактике Млечный Путь, исследователи изучили необычную планетную систему, где вокруг одной звезды обращаются сразу два редких соседа: горячий Юпитер и мини-Нептун. Ученые из Массачусетского технологического института впервые смогли проанализировать атмосферу меньшей из этих планет и нашли доказательства того, что она сформировалась вовсе не там, где находится сейчас.
Необычный состав атмосферы как ключ к разгадке
Анализ показал, что атмосфера TOI-1130b (внутреннего мини-Нептуна) содержит сравнительно тяжелые молекулы: водяной пар, углекислый газ, диоксид серы и возможные следы метана. По словам исследователей, планета не могла приобрести такую «тяжелую» атмосферу, если бы изначально сформировалась так близко к своей звезде, пишет Eureka Alert.
Ученые предлагают другой сценарий. Вероятно, и мини-Нептун, и его сосед-гигант возникли гораздо дальше от звезды, в холодной внешней области протопланетного диска. Там планеты постепенно накапливали лед и другие летучие вещества, а затем медленно мигрировали внутрь системы, сохранив близкое расположение друг к другу и не потеряв свои атмосферы.
Система, которая не должна была существовать
Это первое наблюдательное подтверждение того, что мини-Нептуны могут формироваться за так называемой линией инея (или линией льда). Так называют границу в протопланетном диске, за которой температура достаточно низка, чтобы вода конденсировалась в лtд.
Как отметил ведущий автор работы Согата Барат, это первое наблюдение атмосферы планеты, находящейся внутри орбиты горячего Юпитера. Измерения показывают, что мини-Нептун действительно сформировался за линией инея — такой путь образования планет реален.
Мини-Нептуны (газовые карлики с каменистым ядром, массивнее Земли, но легче Нептуна) — один из самых распространенных типов планет в Млечном Пути, хотя в Солнечной системе их нет. Обычно их считают довольно обычными экзопланетами.
Но система TOI-1130 с самого начала выглядела исключением. В 2020 году ее обнаружили с помощью спутника НАСА TESS: две планеты обращаются вокруг звезды с периодами примерно четыре и восемь дней — мини-Нептун внутри орбиты горячего Юпитера. Такая архитектура считалась почти невероятной. Горячие Юпитеры обычно называют «одинокими»: из-за огромной массы и гравитации они, как правило, выбрасывают или уничтожают любые планеты внутри своей орбиты.
Ученые также выяснили, что TOI-1130b поглощает излучение, характерное для воды, углекислого газа, диоксида серы и метана. Это тяжелые молекулы, а не легкие водород и гелий, как ожидалось бы для планеты, сформировавшейся близко к звезде.
Самое логичное объяснение: планета возникла далеко от звезды, в холодной области за линией льда. Там она накопила богатую водой и летучими веществами атмосферу, захватывая ледяные «камешки». Затем она медленно мигрировала к звезде, лед испарился, но характерный химический состав сохранился.
