Астрономи відкрили "гарячий Нептун" на щільній орбіті

Планета розміром з Нептун, TOI-3261 b, обертається на дуже близькій орбіті навколо своєї зорі. Це лише четвертий об′єкт такого типу, знайдений коли-небудь, і він може допомогти у розумінні того, як формуються такі планети.

Про відкриття розповідають в НАСА, передають OstanniPodii.com.

Міжнародна команда вчених відкрила TOI-3261 b за допомогою космічного телескопа TESS (Супутник спостережень за транзитами екзопланет), а потім провела подальші спостереження за допомогою наземних телескопів в Австралії, Чилі та Південній Африці.

Вимірювання показали, що нова екзопланета знаходиться в "пустелі гарячих Нептунів" -- категорії планет з такою малою кількістю гарячих Нептунів, що їхня нечисленність нагадує пустельний ландшафт.

Гарячий Нептун -- різновид екзопланет, схожих на наш Нептун за розміром і складом, але вони обертаються надзвичайно близько до своєї зорі.

При цьому "рік" на TOI-3261 b триває лише 21 годину. Така щільна орбіта забезпечує цій планеті місце в ексклюзивній групі, в якій поки що є лише три інших члени: ультракороткоперіодичні гарячі Нептуни, чиї маси точно виміряні.

Планета TOI-3261 b виявилася ідеальним кандидатом для тестування нових комп′ютерних моделей формування планет.

Частково, гарячі Нептуни такі рідкісні, тому що важко утримати густу газову атмосферу так близько до зорі. Зорі масивні, тому чинять велике гравітаційне тяжіння на все навколо, яке може розірвати шари газу, що оточують поруч розташовану планету. Вони також випромінюють величезну кількість енергії, яка здуває шари газу. Обидва ці фактори означають, що гарячі Нептуни, такі як TOI-3261 b, могли починати як набагато більші планети, розміром з Юпітер, і відтоді втратили значну частину своєї маси.

Моделюючи різні відправні точки та сценарії розвитку, наукова команда визначила, що системі із зорі та її планети близько 6,5 мільярдів років, і що планета починала як набагато більший газовий гігант. Однак вона, ймовірно, втрачала масу двома шляхами: фотовипаровуванням, коли енергія зорі змушує частинки газу розсіюватися, і приливним зриванням, коли гравітаційна сила зорі здирає шари газу з планети. Планета також могла сформуватися далі від зорі, де обидва ці ефекти були б менш інтенсивними, що дозволило б їй зберегти свою атмосферу.

Атмосфера планети, що залишилася, одна з найцікавіших її особливостей, ймовірно, стане предметом подальшого атмосферного аналізу, який можливо допоможе розгадати історію формування цієї мешканки "пустелі гарячих Нептунів".

Планета TOI-3261 b приблизно вдвічі щільніша за наш Нептун, що вказує на те, що легші частини її атмосфери з часом були зірвані, залишивши лише важчі компоненти. Це свідчить про те, що планета, мабуть, спочатку мала в своїй атмосфері безліч різних елементів, але на даному етапі важко сказати, яких саме. Цю таємницю можна розгадати, спостерігаючи планету в інфрачервоному світлі, можливо, за допомогою космічного телескопа імені Джеймса Вебба -- ідеального способу побачити ідентифікаційні відбитки різних молекул в атмосфері планети. Це не лише допоможе астрономам зрозуміти минуле TOI-3261 b, але й почне розкривати фізичні процеси, що стоять за всіма гарячими гігантськими планетами.

Перше в історії відкриття ультракороткоперіодичного гарячого Нептуна, LTT-9779 b, відбулося у 2020 році. Відтоді до елітного клубу ультракороткоперіодичних гарячих Нептунів (з точно виміряними масами) приєдналися відкриття TESS TOI-849 b і TOI-332 b. І LTT-9779 b, TOI-849 b стоять у черзі на інфрачервоні спостереження за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба, що потенційно розширить наше розуміння атмосфер цих планет у найближчі роки.

Міжнародна наукова група під керівництвом астронома Емми Наббі з Університету Південного Квінсленду опублікувала свою статтю про відкриття під назвою "Виживання в пустелі гарячих Нептунів: Відкриття надгарячого Нептуна TOI-3261 b" в The Astronomical Journal.

• Екзопланети
• TESS