Найяскравіші зорі на нічному небі можуть обдирати планети розміром з Нептун до їхніх кам′янистих ядер

Навколо однієї яскравої, але недовговічної зірки А-типу астрономи відкрили важкий для виявлення газовий гігант прямо на краю гарячої нептуніанської пустелі, в якій випромінювання зірки може позбавити газу будь-яку гігантську планету.

Про це розповідають в Каліфорнійському університеті в Берклі, передають OstanniPodii.com.

За останні 25 років астрономи виявили тисячі екзопланет навколо зірок у нашій галактиці, але понад 99% з них обертаються навколо невеликих зірок — від червоних карликів до зірок трохи масивніше за наше Сонце, яке вважається зіркою середнього розміру.

Лише деякі були виявлені навколо масивніших зірок, таких як зорі типу А — яскраво-блакитні зорі, що вдвічі більші за Сонце, а більшість спостережуваних екзопланет мають розмір Юпітера або більше. Деякі з найяскравіших зірок на нічному небі, такі як Сіріус та Вега, є зорями А-типу.

Новини за подібною темою:

		"Габбл" і "Нові горизонти" одночасно націлилися на Уран для подальшого вивчення екзопланет
		Вчені відкрили планету, що обертається навколо найближчої до нашого Сонця поодинокої зорі
		"Вебб" виявив на "пухкій" екзопланеті несподівану асиметрію її атмосфери

Недавно астрономи повідомили про виявлення нової планети розміром з Нептун — HD 56414 b — біля однієї з цих гарячих, але недовговічних зірок А-типу, та надали підказку, чому так мало газових гігантів розміром менше Юпітера було помічено навколо 1% найяскравіших зірок у нашій галактиці.

Поточні методи виявлення екзопланет найлегше знаходять планети з короткими та швидкими орбітальними періодами навколо своїх зірок, але у цієї нещодавно знайденої планети орбітальний період довший, ніж у більшості відкритих на сьогодні. Дослідники припускають, що легша для виявлення планета нептунового розміру, що розташована ближче до яскравої зірки А-типу, швидко б втратила свій газ під впливом жорсткого зоряного випромінювання та скоротилася до ядра, яке неможливо виявити.

Хоча ця теорія була запропонована для пояснення так званих гарячих нептуніанських пустель навколо більш червоних зірок, чи поширюється вона на гарячіші зорі — зорі А-типу, приблизно у 1,5-2 рази гарячіші за Сонце — було невідомо через брак планет, відомих навколо деяких найяскравіших зірок нашої галактики.

"Це одна з найменших планет, які ми знаємо навколо цих дійсно масивних зірок", — сказав аспірант в Берклі Стівен Джакалоні. "Насправді, це найгарячіша з відомих нам зірок з планетою менше Юпітера. Ця планета цікава насамперед тим, що такі планети дуже важко знайти, та, ймовірно, в найближчому майбутньому ми не знайдемо багато подібних".

Гаряча нептуніанська пустеля

Астрономи виявили тисячі екзопланет (чорні точки) навколо зірок у галактиці Чумацький Шлях, але мало планет розміром з Нептун було виявлено на короткоперіодичних орбітах навколо своїх зірок, що створює те, що астрономи називають гарячою нептуніанською пустелею (рожева область, що представляє планети з радіусами у 3 -10 разів більше за земний з орбітальними періодами менш як 3 дні). Нововідкрита ​​планета розміром з Нептун (жовта зоря) припускає, що вони не виживають досить довго, щоб їх можна було виявити. Планети на цій діаграмі були знайдені, коли вони перетиналися перед своєю зіркою або проходили транзитом, приглушуючи її світло. Сучасні методи обмежені пошуком планет на близьких короткоперіодичних орбітах менш ніж 100 днів. (Graphic by Steven Giacalone, using data courtesy of NASA)

Виявлення того, що дослідники називають "теплим Нептуном", за межами зони, де планета була б позбавлена ​​газу, дозволяє припустити, що яскраві зорі А-типу можуть мати безліч невидимих ​​ядер в гарячій нептуніанській зоні, які чекають свого часу, щоб бути виявленими за допомогою більш чутливих методів.

"Можна очікувати, що на коротких орбітальних періодах навколо таких зірок ми побачимо скупчення залишкових нептунівських ядер", — підсумували дослідники у своїй роботі.

За словами Кортні Дрессінг, доцентки кафедри астрономії в Берклі, це відкриття також розширює наше розуміння того, як розвиваються атмосфери планет.

"Існує велике питання про те, як планети зберігають свої атмосфери з часом", - сказала Дріссінг. "Коли ми розглядаємо менші планети, чи можливо ми дивимося на атмосферу, з якої вона була сформована, коли початково утворилася з акреційного диска? Чи дивимося ми на атмосферу, яка згодом була дегазована з планети? Якщо ми зможемо спостерігати за тим, як планети отримують різну кількість світла від своєї зірки, особливо світло різної довжини хвилі, що й дозволяють робити зорі А-типу – це дозволяє нам змінювати співвідношення рентгенівського та ультрафіолетового світла – тоді ми зможемо спробувати побачити, як саме планета зберігає свою атмосферу з часом”.

Джакалоне та Дрессінг повідомили про своє відкриття у статті, прийнятій журналом The Astrophysical Journal Letters.

За словами Дрессінг, вже добре відомо, що сильно опромінені планети розміром з Нептун, які обертаються навколо менш масивних, схожих на Сонце зірок, зустрічаються рідше, ніж очікувалося. Але чи це стосується планет, що обертаються навколо зірок А-типу, невідомо, оскільки ці планети важко виявити.

І зоря А-типу відрізняється від менших карликів F, G, K та M. Близькі планети, що обертаються навколо подібних до Сонця зірок, отримують велику кількість рентгенівського та ультрафіолетового випромінювання, але близькі планети, що обертаються навколо зірок А-типу, отримують набагато більше ближньо-ультрафіолетового випромінювання, ніж рентгенівського або екстремального ультрафіолетового випромінювання.

"Визначення того, чи поширюється гаряча нептуніанська пустеля також на зорі А-типу, дає уявлення про важливість ближнього ультрафіолетового випромінювання у визначенні виходу атмосфери", – сказала вона. "Цей результат важливий для розуміння фізики атмосферної втрати маси та вивчення формування та еволюції малих планет".

Планета HD 56414 b була виявлена ​​космічним апаратом TESS під час транзиту своєї зірки HD 56414. Дрессінг, Джакалоне та їхні колеги підтвердили, що HD 56414 була зіркою A-типу, отримавши спектри за допомогою 1,5-метрового телескопа "Дослідницька телескопічна система малої та середньої апертури" (SMARTS) Консорціуму в Серро Тололо в Чилі.

Планета має радіус у 3,7 раза більший за земний та обертається навколо зірки кожні 29 днів на відстані, що дорівнює приблизно чверті відстані між Землею та Сонцем. Вік системи становить приблизно 420 мільйонів років, що набагато менше, ніж вік нашого Сонця (4,5 мільярда років).

Дослідники змоделювали вплив випромінювання зірки на планету та дійшли висновку, що хоча зоря, можливо, повільно руйнує її атмосферу, вона, швидше за все, проіснує ще мільярд років – до того моменту, коли зоря, як очікується, перегорить і колапсує, породивши наднову.

Джакалоне сказав, що планети розміром з Юпітер менш схильні до фотовипаровування, оскільки їхні ядра досить масивні, щоб утримувати газоподібний водень.

"Існує баланс між центральною масою планети та тим, наскільки пухкою є її атмосфера", — сказав він. "Для планет розміром з Юпітер або більше, планета досить масивна, щоб гравітаційно утримувати свою пухку атмосферу. При русі вниз до планет розміром з Нептун атмосфера все ще пухка, але планета не така масивна, тому вони можуть втратити свої атмосфери легше".

Джакалоне та Дрессінг продовжують пошук інших екзопланет розміром з Нептун навколо зірок А-типу, сподіваючись знайти інші в гарячій нептуніанській пустелі або поряд з нею, щоб зрозуміти, де ці планети формуються в акреційному диску під час зореутворення, рухаються вони всередину або назовні з часом та як еволюціонують їхні атмосфери.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Екзопланети