Астрономы выясняют, почему у красных карликов есть гигантские планеты
Обнаружение экзопланет, в том числе газовых гигантов и суперземель, вращающихся вокруг красных карликов — это одно из важнейших открытий современной астрономии. Красные карлики — это самые распространённые звёзды в нашей галактике, они меньше и холоднее Солнца, но их долгий срок жизни делает их интересными объектами для изучения.
Исследователи изучили TOI-6383A, холодную звезду с массой менее половины массы Солнца, которая имеет еще более маленького и холодного компаньона — красного карлика TOI-6383B. В своем исследовании международная группа астрономов из проекта Searching for Giant Exoplanets around M-dwarf Stars (GEMS) обнаружила гигантскую планету, проходящую перед основной звездой и получившую обозначение TOI-6383Ab.
Эта планета по размерам и массе схожа со звездой-компаньоном системы, что поднимает вопрос об образовании планет-гигантов в системах звезд — красных карликов.
Система TOI-6383 состоит из двух звезд, расположенных примерно в 560 световых годах от Земли. Масса основной звезды (A) составляет около 46% от массы Солнца и она примерно такого же размера, а ее предполагаемая температура поверхности составляет 3444 К (3170 °C) — около 60% от температуры поверхности Солнца.
Масса ее компаньона (B) составляет 20,5% от массы Солнца, у нее 22% от его размера и предполагаемая температура поверхности 3121 К (2848 °C). Между тем, планета TOI-6383Ab имеет массу и размер, сопоставимые с Юпитером, и орбитальный период около 1,79 дня.
Экзопланета была обнаружена телескопом TESS и подтверждена комбинацией последовательных фотометрических измерений и измерений лучевой скорости с использованием наземных телескопов.
Целью этого исследования является проверка теорий о том, как формируются планеты. Теории можно разделить на два основные сценария. Первый сценарий — это модель аккреции ядра, где планетезимали коагулируют вокруг массивного ядра.
Однако в последние десятилетия эта модель стала подвергаться сомнению, в основном потому, что она не соответствует массовому бюджету и временным масштабам формирования карликов класса М. Карликовые звезды обычно имеют менее массивные протопланетные диски вокруг себя, что означает, что для формирования гигантских планет недостаточно материала.
Второй сценарий — модель быстрого формирования, где массивный протопланетный диск распадается на сгустки под действием собственной гравитации, которые затем аккрецируют материал и формируют планеты. Открытие этой новой массивной планеты вокруг маломассивной звезды поможет астрономам проверить эти конкурирующие модели.
На сегодняшний день обнаружено всего 20 массивных экзопланет возле красных карликов. Исследование GEMS направлено на увеличение этого списка по крайней мере до 40, после чего можно будет провести более точные проверки этих моделей.