Самые распространенные планеты Галактики имеют странное детство

Фото из открытых источников

Оказывается, наша Солнечная система — это своего рода аномалия. В то время как у нас есть каменистые планеты близко к Солнцу и газовые гиганты дальше, большинство звёзд в Млечном Пути содержат нечто совершенно иное. Это миры размером между Землёй и Нептуном, вращающиеся ближе к своим звёздам, чем Меркурий к нашей. Эти суперземли и субнептуны — самые распространённые планеты в Галактике, встречающиеся вокруг почти каждой солнечноподобной звезды, когда-либо изученной. До сих пор, по крайней мере.

Международная группа астрономов обнаружила то, что они называют важнейшим недостающим звеном — молодую планетную систему, запечатленную в процессе формирования наиболее распространенного типа планет в Галактике. Подобно знаменитой окаменелости Люси, которая помогла связать человечество и обезьян, эта система показывает нам, как именно Вселенная строит свой любимый тип планет.

Ключ кроется в звезде V1298 Tau, молодой звезде, которой всего 20 миллионов лет, что едва ли можно назвать «малышом» по сравнению с нашим Солнцем, которому 4,5 миллиарда лет. Вокруг этой звезды вращаются четыре гигантские планеты, каждая размером от Нептуна до Юпитера, находящиеся, по словам исследователей, в турбулентной фазе быстрой эволюции. В течение следующих нескольких миллиардов лет эти раздутые миры резко уменьшатся в размерах, превратившись в компактные суперземли и планеты размером с Нептун, населяющие нашу Галактику.

Исследователи потратили десятилетие на измерение моментов прохождения каждой планеты перед своей звездой в событии, известном как транзит. Но они изучали не только сами транзиты, но и фиксировали мельчайшие отклонения. Гравитационное притяжение планет друг к другу вызывает едва заметные сдвиги в их орбитальном движении, ускоряя или замедляя движение всего на несколько минут. Эти вариации времени транзитов позволили исследователям впервые определить вес планет, обойдя обычный метод, который оказывается совершенно неэффективным при работе с молодыми, капризными звездами.

Результаты удивили даже исследователей. Несмотря на то, что радиус этих планет в 5-10 раз превышает радиус Земли, их масса составляет всего 5-15 масс нашей планеты. Они обладают чрезвычайно низкой плотностью, больше напоминая планету размером с сахарную вату, чем что-либо, что мы могли бы назвать настоящей планетой.

Эта раздутость решает давнюю загадку. Стандартные модели формирования планет предсказывают, что новообразованные миры должны быть гораздо более компактными. Анализ показывает, что эти планеты претерпели драматическую трансформацию на раннем этапе, быстро сбросив большую часть своей первоначальной атмосферы, когда богатый газом диск вокруг их молодой звезды исчез. Но они все еще эволюционируют. В течение миллиардов лет они будут продолжать терять атмосферу и значительно сжиматься.

«По сути, мы наблюдаем за процессом создания самой успешной планетарной архитектуры во Вселенной», — сказал ведущий автор исследования Джон Ливингстон из Токийского центра астробиологии.

Это открытие также может объяснить, почему в нашей Солнечной системе отсутствуют наиболее распространенные планеты Галактики; возможно, мы просто эволюционировали по-другому, выбрав менее проторенный космический путь.