Исчезновение субнептунов: новое исследование переписывает историю формирования планет у красных карликов

Астрономы из Университета Макмастера (Канада) под руководством Эрика Гиллиса и Райана Клутье обнаружили, что самые распространенные типы планет в галактике Млечный Путь распределены неравномерно: в то время как возле солнцеподобных звезд доминируют субнептуны и суперземли, вокруг многочисленных карликовых звезд типа M (красные карлики) субнептуны практически полностью исчезают. Это открытие, основанное на данных телескопа TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), ставит под сомнение существующие теории формирования планет и показывает, что механизмы этого процесса различны в зависимости от типа звезды. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале The Astronomical Journal.

Новое исследование Университета Макмастера внесло существенные коррективы в современное понимание планетных систем. Ранее астрономы, опираясь на данные, полученные в основном при наблюдении за звездами, похожими на наше Солнце, установили, что на каждую звезду в галактике приходится как минимум одна планета.

Наиболее распространенными мирами возле солнцеподобных светил оказались субнептуны — планеты, напоминающие Нептун, но меньшего размера, а также суперземли, каменистые планеты, масса которых может превышать земную в десять раз. Однако солнцеподобные звезды составляют лишь меньшинство населения Млечного Пути, что оставляло серьезный пробел в общей картине планетообразования.

Чтобы восполнить этот пробел, команда ученых сосредоточилась на изучении карликовых звезд типа M средней и поздней стадий развития. Эти небесные тела невелики — их размер составляет от 8% до 40% от размера нашего Солнца, но именно они являются абсолютным большинством звезд в галактике. Сложность их изучения долгое время заключалась в тусклости этих объектов. Ситуация кардинально изменилась с началом работы телескопа TESS, который, обновляя обзор неба каждые 28 дней и покрывая все небо за 26 месяцев, предоставил астрономам уникальные данные.

Используя информацию от TESS, исследователи из Университета Макмастера сделали неожиданное открытие. Возле красных карликов, в отличие от солнцеподобных звезд, субнептуны практически полностью отсутствуют. В то же время суперземли здесь встречаются в изобилии. Этот факт бросает вызов прежним теоретическим моделям.

Традиционно разницу между суперземлями и субнептунами объясняли фотоиспарением — процессом, при котором мощное излучение звезды буквально сдувает атмосферу планеты. Красные карлики проявляют высокую активность и теоретически способны на эффективное испарение, однако наблюдаемая ситуация — полное исчезновение субнептунов, а не просто их трансформация в суперземли, указывает на иной механизм.

Эрик Гиллис, аспирант, работавший под руководством профессора Райана Клутье, поясняет, что данное исследование не просто уточняет, а принципиально меняет картину мира. Тот факт, что возле этих распространенных звезд практически нет субнептунов, позволяет предположить, что формирование планет в таких системах, вероятно, происходит иначе, возможно, на основе богатых водой миров, а не газовых оболочек. Работа приближает ученых к пониманию полной картины происхождения планет и, как следствие, условий для возникновения жизни.

Исследование показало, что самые частые типы планет зависят от типа звезды: возле многочисленных тусклых карликов типа M практически исчезают субнептуны, оставляя доминировать суперземли, что указывает на фундаментальное различие в механизмах формирования планет в разных частях галактики и пересматривает наши представления о планетных системах за пределами Солнечной системы.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях