Астрономы обнаружили уникальную систему планет, состоящую из шести молодых экзопланет, и, возможно, седьмой, которые обращаются вокруг молодой звезды TOI-1136. Это открытие не только помогает углубить понимание о процессе формирования и развития планет вокруг молодых звёзд, но и может представлять собой аналог нашей Солнечной системы на ранних этапах её существования, около 4 миллиардов лет назад.

TOI-1136 — близкая карликовая звезда во Млечном Пути, находящаяся примерно в 270 световых годах от Земли. Учёные увлечены этой планетной системой из-за её редкости — немногие системы имеют такое большое количество планет. Она примерно сопоставима с нашей Солнечной системой по размерам, а также обладает разнообразием и сходством, что позволяет делать открытия про солнечный системы похожих конфигураций.

Иллюстрация планетарной системы TOI-1136 и их молодой звезды.
Источник: Rae Holcomb/Paul Robertson/UCI

Оригинальное исследование этой планетарной системы началось с использованием космического телескопа TESS NASA в 2019 году. Но для получения более подробной информации астрономы провели продолжительные наблюдения с различных земных телескопов, чтобы определить массу планет, форму их орбиты, а также характеристики их атмосферы.

Планеты в системе TOI-1136 от TOI-1136 b до TOI-1136 g классифицируются как субнептуны. Самая маленькая из шести уже подтверждённых планет в два раза больше Земли, в то время как другие планеты, обнаруженные в этой системе, в четыре раза превышают размер Земли, аналогично ледяным гигантам Урану и Нептуну.

Все планеты в системе TOI-1136 обращаются вокруг своей звезды настолько близко, что полный оборот занимает менее 88 земных дней. Период обращения ближайшей к Солнцу планеты — Меркурия — также составляет 88 дней. Изучение этих планет позволяет представить, что все они находятся ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу.

Экзопланеты в системе TOI-1136 представляют собой уникальный класс, отличный от тех, что есть в нашей Солнечной системе. Однако по мере изучения других планетарных систем, всё больше учёных склоняются к мысли, что этот класс планет может быть самым распространённым в галактике, открывая новые горизонты в понимании космоса.

Однако самое интересное в TOI-1136 — это возраст планет и их звезды. Всего 700 миллионов лет делают их относительно молодыми по космическим меркам. По сравнению с Солнечной системой возрастом около 4,5 миллиарда лет, эта система кажется очень юной. Это создаёт непревзойдённую возможность изучения планет сразу после их формирования и позволяет более глубоко вникнуть в процесс возникновения и развития планетарных систем, включая предпосылки появления нашей собственной Солнечной системы.

Также, юные звезды, подобные TOI-1136, требуют особого внимания из-за их сверхактивности. Благодаря сильному магнетизму и интенсивным солнечным пятнам и вспышкам, свойственным молодым звёздам, эти наблюдения представляют особый интерес для астрономического сообщества.

Излучение, испускаемое молодыми звёздами, имеет огромное влияние на формирование и эволюцию планет, обращающихся вокруг них. Эта активность молодых звёзд создает особые условия для планет, влияя на их атмосферные характеристики и изменения, происходящие с течением времени.

«Молодые звёзды постоянно проявляют свою “возбудимость”, они очень активны, подобно малышам. Это создаёт трудности при выполнении точных измерений. Однако такие измерения не только позволяют нам сопоставлять изменения на планетах, но и изучать, как атмосферы этих планет развивались на разных расстояниях их звезды, что является одним из важнейших аспектов в подобных исследованиях», — отметил Стивен Кейн, руководитель группы и профессор планетарной астрофизики в Калифорнийском университете.

Один из особых аспектов системы TOI-1136 заключается в том, что все планеты, находящиеся в ней, примерно одного возраста и расположены очень близко друг к другу. Это делает эту систему исключительной для исследования.

Благодаря телескопу Automated Planet Finder в Ликской обсерватории в Калифорнии и высокоразрешающему Эшелле-спектрометру высокого разрешения в обсерватории Кека на вулкане Мауна-Кеа на Гавайях, исследователи смогли обнаружить колебания планет. Анализ этих колебаний с использованием компьютерных моделей и данных о транзитах планет позволил определить массы планет с высокой точностью.

«Было много проб и ошибок, но мы довольны результатами, которые получили, создав одну из самых сложных моделей экзопланетных систем на данный момент», — отметил ведущий автор исследования и доктор философии из Калифорнийского университета в Ирвайне.

В нашей Солнечной системе жизнь возникла примерно через 600 миллионов лет после её формирования в период, называемый археем. Астрономы же рассматривают экзопланеты системы TOI-1136 на ранних стадиях их развития. Однако, из-за близости к родительской звезде, шансы на то, что эти планеты могут поддерживать жизнь, кажутся маловероятными. Интенсивное излучение звезды вероятно разрушает атмосферу и выпаривает жидкую воду, которая является ключевым фактором для развития известной жизни в том виде, котором она нам известна.

«Я всё больше прихожу к выводу, что наша система уникальна во Вселенной. Обнаружение систем, отличных от нашей, позволяет лучше понять, как наша Солнечная система вписывается в общий контекст формирования планетарных систем вокруг других звёзд», — заключил Кейн.

Далее команда намерена продолжить исследование системы TOI-1136, надеясь подтвердить наличие седьмой планеты, а также определить состав атмосфер планет. Это то, чего можно было бы достичь с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб».