Исследования показывают, что планеты-гиганты могут достичь «зрелости» намного раньше, чем предполагалось ранее

Международная группа ученых, в которой участвуют исследователи из Института астрофизики Канарских островов (IAC) вместе с другими учреждениями из Испании, Италии, Германии, Бельгии, Великобритании и Мексики, смогла измерить массы планет-гигантов. системе V1298 Tau всего 20 миллионов лет. Массы таких молодых планет-гигантов ранее не были получены, и это первое свидетельство того, что эти объекты уже достигли своего окончательного размера на очень ранних этапах своей эволюции. Для этого исследования они использовали измерения лучевой скорости с помощью спектрографов HARPS-N в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос (ORM) и CARMENES в обсерватории Калар-Альто. Результаты опубликованы сегодня в журнале. Природа Астрономия.


В исследовании, проведенном исследователем МАК Алехандро Суаресом Маскареньо, сообщается об измерении масс двух планет-гигантов, вращающихся вокруг молодой звезды солнечного типа V1298 Tau. Они были обнаружены в 2019 году группой, возглавляемой Тревором Дэвидом (JPL), с использованием данных космического телескопа НАСА Кеплер, который позволил измерить их размеры, немного меньше Юпитера, и их орбитальные периоды, 24 и 40 дней для V1298 Tau. б а также е, соответственно.

«Описание очень молодых планет чрезвычайно сложно», — говорит Алехандро Суарес Маскареньо, первый автор публикации. Родительские звезды имеют очень высокий уровень активности, и до недавнего времени было немыслимо даже попробовать ». И он добавляет:« Только благодаря комбинации обнаружений, сделанных с помощью космических телескопов, в сочетании с интенсивными кампаниями по изучению лучевых скоростей, проведенными земными обсерваториями и обсерваториями. использование самых передовых методов анализа позволило начать видеть, что происходит на таких ранних этапах эволюции планетных систем ». Фактически, для новых измерений планетных масс необходимо было разделить сигналы генерируемый этими планетами из сигнала, генерируемого активностью звезды, почти в десять раз больше.

Исследование показывает, что массы и радиусы планет V1298 Tau b и c удивительно похожи на массы и радиусы планет-гигантов Солнечной системы или других старых внесолнечных систем. Эти измерения, которые впервые были получены для таких молодых планет-гигантов, позволяют нам проверить современные представления о формировании планетных систем. «В течение многих лет теоретические модели указывали, что планеты-гиганты начинают свою эволюцию как тела большего размера, а позже они сжимаются в течение сотен миллионов или даже миллиардов лет», — объясняет Виктор Х. Санчес Бехар, исследователь из IAC and co. — автор работы. «Теперь мы знаем, что они действительно могут достичь размера, аналогичного размеру планет Солнечной системы, за очень короткое время», — отмечает он.

Изучение молодых систем дает ученым ключ к разгадке того, что происходило в период зарождения нашей Солнечной системы. «Мы до сих пор не знаем, является ли V1298 Tau нормальным случаем, и его эволюция аналогична эволюции большинства планет, или же мы сталкиваемся с исключительным случаем; если бы это был нормальный сценарий, это означало бы, что эволюция планет, таких как Юпитер и Сатурн мог сильно отличаться от того, что мы думаем », — комментирует Николя Лодье, исследователь из IAC, а также соавтор работы. Таким образом, результаты этой работы помогают построить более твердое представление о ранней эволюции планетных систем, подобных нашей.

Чтобы измерить эти массы, исследование потребовало значительных усилий по наблюдению и сотрудничества нескольких обсерваторий и учреждений из разных стран. Было необходимо объединить измерения лучевой скорости с помощью различных инструментов, таких как ультрастабильный спектрограф высокого разрешения HARPS-N, установленный в Telescopio Nazionale Galileo (TNG) обсерватории Роке-де-лос-Мучачос; спектрограф высокого разрешения CARMENES, установленный в обсерватории Калар-Альто; спектрограф HERMES, установленный на телескопе Mercator, также в ORM; спектрограф SES, установленный в телескопе STELLA в обсерватории Тейде. Наблюдения, сделанные в обсерватории Лас-Кумбрес, сети телескопов, расположенных по всему миру, использовались для постоянного наблюдения за изменениями активности звезды.

Помимо исследователей Алехандро Суарес Маскареньо, Виктора Х. Санчеса Бехара и Николаса Лодье, исследователи IAC Рафаэль Реболо Лопес, Фелипе Мургас, Джонай Гонсалес Эрнандес, Карлос Кардона Гийен, Борха Толедза Эммада Эмма Эмма Эмма Эмма Эмма Эмма Эмма Эмма Эмма Эмма Мургас , Энрик Палле и Ханну Парвиайнен.