Когда дело дошло до того, как и где образуются планетные системы, астрономы думали, что они достаточно хорошо разбираются в вещах. Преобладающая теория, известная как Небулярная Гипотеза, утверждает, что звезды и планеты образуются из массивных облаков пыли и газа (то есть туманностей). Как только это облако испытывает гравитационный коллапс в центре, его оставшаяся пыль и газ образуют протопланетный диск, который в конечном итоге нарастает, образуя планеты.
Однако при изучении далекой звезды NGTS-1 - M-типа (красный карлик), расположенной на расстоянии около 600 световых лет - международная команда во главе с астрономами из Уорикского университета обнаружила массивный «горячий Юпитер», который выглядел слишком большим чтобы вращаться вокруг такой маленькой звезды. Открытие этой «планеты-монстра», естественно, поставило под сомнение некоторые ранее существовавшие представления о формировании планет.
Исследование под названием «NGTS-1b: горячий Юпитер, проходящий через М-карлика», недавно появилось в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. Команду возглавляли д-р Даниэль Бэйлисс и профессор Питер Уитли из Университета Уорика, и в ее состав входили сотрудники Женевской обсерватории, Кавендишской лаборатории, Немецкого аэрокосмического центра, Лейстерского института космических и земных наблюдений, Берлинского центра ТУ Астрономия и астрофизика, а также многочисленные университеты и исследовательские институты.
Обнаружение было сделано с использованием данных, полученных с помощью исследовательского центра ESO следующего поколения (NGTS), который находится в Паранальской обсерватории в Чили. Этим учреждением управляет международный консорциум астрономов из университетов Уорика, Лестера, Кембриджа, Королевского университета в Белфасте, Женевской обсерватории, Немецкого аэрокосмического центра и Университета Чили.
Эта фотометрическая съемка, использующая полный набор полностью роботизированных компактных телескопов, является одним из нескольких проектов, призванных дополнить Космический телескоп Kepler, подобно Kepler, он отслеживает далекие звезды на наличие признаков внезапного падения яркости, которые указывают на то, что планета проходит перед звездой (она же «проходит») относительно наблюдателя. При исследовании данных, полученных от NGTS-1, первой звезды, обнаруженной в ходе исследования, они сделали удивительное открытие.
Основываясь на сигнале, производимом его экзопланетой (NGTS-1b), они определили, что это был газовый гигант примерно того же размера, что и Юпитер, и почти такой же массивный (0,812 массы Юпитера). Его орбитальный период в 2,6 дня также показал, что он вращается очень близко к своей звезде - около 0,0326 а.е. - что делает его «горячим Юпитером». Основываясь на этих параметрах, команда также оценила, что температура NGTS-1b составляет приблизительно 800 К (530 ° C; 986 ° F).
Это открытие бросило команду на петлю, так как считалось невозможным, чтобы планеты такого размера формировались вокруг маленьких звезд типа М. В соответствии с текущими теориями об образовании планет, считается, что красные карликовые звезды способны образовывать каменистые планеты - о чем свидетельствуют многие, которые были обнаружены вокруг красных карликов в последнее время - но не способны собрать достаточно материала для создания планет размером с Юпитер ,
Доктор Даниэль Бэйлисс, астроном из Женевского университета и ведущий автор статьи, прокомментировал в пресс-релизе Уорикского университета:
«Открытие NGTS-1b стало для нас полной неожиданностью - таких массивных планет не существовало вокруг таких маленьких звезд. Это первая экзопланета, которую мы нашли с нашим новым средством NGTS, и мы уже ставим под сомнение полученную мудрость того, как образуются планеты. Наша задача состоит в том, чтобы теперь выяснить, насколько распространены эти типы планет в Галактике, и благодаря новому объекту NGTS мы вполне в состоянии сделать именно это ».
Что также впечатляет, так это то, что астрономы вообще заметили этот транзит. По сравнению с другими классами звезд, звезды М-типа являются самыми маленькими, самыми крутыми и тусклыми. В прошлом скалистые тела были обнаружены вокруг них путем измерения сдвигов в их положении относительно Земли (он же метод радиальной скорости). Эти сдвиги вызваны гравитационным перетягиванием одной или нескольких планет, которые заставляют планету «качаться» взад и вперед.
Короче говоря, при слабом освещении звезды М-типа мониторинг их на предмет падения яркости (он же транзитный метод) крайне непрактичен. Однако, используя чувствительные к красному цвету камеры NGTS, команда смогла в течение многих месяцев отслеживать участки ночного неба. Со временем они заметили провалы, прибывающие из NGTS-1 каждые 2,6 дня, что указывало на то, что планета с коротким орбитальным периодом периодически проходила перед ней.
Затем они отслеживали орбиту планеты вокруг звезды и объединяли данные о транзите с измерениями радиальной скорости, чтобы определить ее размер, положение и массу. Как указал профессор Питер Уитли (который возглавляет NGTS), поиск планеты был кропотливой работой. Но, в конце концов, его открытие может привести к обнаружению гораздо большего количества газовых гигантов вокруг звезд с низкой массой:
«NGTS-1b было трудно найти, несмотря на то, что он был монстром планеты, потому что его родительская звезда маленькая и слабая. Маленькие звезды на самом деле являются наиболее распространенными во вселенной, поэтому вполне возможно, что многие из этих гигантских планет ждут своего открытия. Проработав почти десять лет над созданием массива телескопов NGTS, очень приятно видеть, как он выбирает новые и неожиданные типы планет. Я с нетерпением жду возможности увидеть, какие еще новые захватывающие планеты мы сможем найти ».
В известной Вселенной звезды М-типа являются наиболее распространенными, на их долю приходится 75% всех звезд только в Галактике Млечный Путь. В прошлом открытие каменистых тел вокруг звезд, таких как Проксима Центавра, LHS 1140, GJ 625, и семи каменистых планет вокруг TRAPPIST-1, привело многих в астрономическом сообществе к выводу, что звезды красного карлика были лучшим местом для поиска Землеподобные планеты.
Поэтому открытие Горячего Юпитера, вращающегося вокруг NGTS-1, считается показателем того, что другие звезды красного карлика могли иметь также и орбитальных газовых гигантов. Прежде всего, эта последняя находка еще раз демонстрирует важность исследований экзопланет. С каждой находкой, которую мы делаем за пределами нашей Солнечной системы, тем больше мы узнаем о путях формирования и развития планет.
Каждое открытие, которое мы делаем, также продвигает наше понимание того, насколько вероятно, что мы можем обнаружить жизнь где-то там. Ибо, в конце концов, какая великая научная цель, чем определение того, одиноки ли мы во Вселенной или нет?
