Астрономи підтвердили існування наймолодшої відомої екзопланети — Еліас 2–24 b. Її вік становить менш як мільйон років, а сама планета ще перебуває всередині диска з газу й пилу, з якого народжуються планети.
Об’єкт має приблизно масу Юпітера та обертається навколо молодої зорі Еліас 2–24 за 450 світлових років від Землі. Спостереження дають змогу побачити етап, який для планетних систем зазвичай лишається прихованим густим пилом.
Планета в проміжку газопилового диска
Еліас 2–24 b міститься в помітному проміжку протопланетного диска — пласкої структури з газу, пилу, льоду та уламків порід навколо молодої зорі. Саме з такого матеріалу поступово формуються планети.
Раніше радіотелескоп АЛМА в Чилі показав, що в диску навколо Еліас 2–24 є проміжок із меншою кількістю пилу. Згодом Дуже великий телескоп Європейської південної обсерваторії зафіксував у цьому місці тьмяне джерело світла. Воно могло бути планетою, але одного спостереження було недостатньо, щоб виключити фонову зорю або особливість зображення.
Нова робота команди під керівництвом докторантки Андреа Бернарді з Університету Дієго Порталеса використала архівні дані обсерваторії Кека на Гаваях. Дослідники виявили той самий об’єкт на знімках, отриманих у 2018 та 2020 роках, і простежили його рух.
Для спостережень застосували коронограф — прилад, що закриває яскраве світло зорі. Це дає змогу розгледіти значно тьмяніші об’єкти поруч із нею, зокрема планети, занурені в пиловий диск. Рух джерела виявився сумісним з орбітою навколо Еліас 2–24, що стало ключовим підтвердженням його планетної природи.
Відстань, яку моделі не очікували
Планета перебуває на відстані від своєї зорі, приблизно у 55 разів більшій, ніж відстань від Землі до Сонця. Це значно далі за орбіту Юпітера, яка лежить приблизно у п’ять разів далі від Сонця, ніж Земля.
Саме тут виникає проблема для наявних моделей. Вони передбачають, що формування газового гіганта розміром із Юпітер на відстані його орбіти потребує близько 5 мільйонів років. На ще більшій відстані процес мав би тривати довше.
Еліас 2–24 b уже має масу, порівнювану з Юпітером, хоча її системі менш як мільйон років. До цього наймолодшими підтвердженими планетами вважали чотири об’єкти біля зір ПДС 70 і ВІСПІТ 2, яким понад 5 мільйонів років.
Наші моделі формування планет уже насилу пояснювали попередніх рекордсменів за молодістю. Еліас 2–24 b показує, що навіть у наших найкращих моделях досі бракує важливих процесів.Лукас Сьєза, Інститут астрофізичних досліджень у Чилі
Чому це важливо
Більшість із приблизно 6 000 підтверджених екзопланет відкрито методом транзитів — за коротким послабленням світла зорі, коли планета проходить перед її диском. Цей метод особливо добре працює для планет, що обертаються близько до зір.
Молоді далекі планети важче досліджувати. Їх закриває пил, а повний оберт навколо зорі може тривати довго. Тому астрономи мають значно менше прямих спостережень ранніх етапів формування планет, ніж зрілих систем віком у мільярди років.
Еліас 2–24 b не є прямим аналогом ранньої Землі. Натомість це рідкісна можливість перевірити, як швидко можуть виникати газові гіганти у зовнішніх ділянках молодих планетних систем. Такі об’єкти допоможуть уточнити моделі, що описують накопичення речовини та появу проміжків у протопланетних дисках.
Наступні спостереження
Дослідження опубліковано в журналі The Astrophysical Journal Letters. Воно також показує цінність архівів: підтвердження стало можливим завдяки поєднанню даних АЛМА, Дуже великого телескопа та обсерваторії Кека.
У майбутньому пошук подібних планет має полегшити космічний телескоп Ненсі Грейс Роман із потужнішим коронографом. Такий інструмент може допомогти знаходити тьмяні планети на менших орбітах, де світло зорі особливо заважає прямим спостереженням.
