Необычная звездно-планетная система

Звездно-планетные системы образуются из газопылевых облаков, закручивающихся вокруг зародыша материнской звезды, где в дисках рождаются и обращаются экзопланеты. У молодых звездных систем газопылевые диски затмевают незрелые планеты. При транзитном методе наблюдения телескоп, например, американского спутника TESS обнаруживает периодическое падение яркости звезды из-за ее перекрытия планетой, созревшей в диске. Чтобы надежно обнаружить планету, плоскость ее орбиты должна лежать близко к оси зрения телескопа. У звезд возрастом от десятка миллионов лет астрономы нашли более десятка планет, но молодые транзитные планеты пока остаются неуловимыми.

Группа исследователей из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле во главе с Мэдисоном Барбером (Madyson G. Barber) сообщила о неожиданной удаче. У вполне обычной звезды астрономы обнаружили новорожденную планету IRAS 04125+2902b. Ее газопылевой диск отклонился и располагается почти перпендикулярно лучу зрения. TESS смог наблюдать ее транзиты в оптимальном режиме. Планета обращается вокруг своей звезды за 8,83 дня, ее радиус — 0,96 радиуса Юпитера (10,7 земного). Материнская звезда и ее планета находятся на относительно небольшом расстоянии от Земли в 430 световых лет в молекулярном облаке Тельца. Оно содержит сотни новорожденных звезд и, как предполагают астрономы, еще больше неоткрытых планет. Астрономы также измерили колебания спектров звезды и планеты при движении по орбите. Масса планеты оказалась равна 0,3 юпитерной, или 90 земных.

Это означает, что у планеты сравнительно низкая плотность и, скорее всего, раздутая атмосфера. В будущем она войдет в класс суперземель и субнептунов, которые часто встречаются у звезд главной последовательности, но отсутствуют в Солнечной системе. Это самая молодая планета из обнаруженных методом транзитов, ее возраст оценивают в три миллиона лет.

Наклон газопылевого диска — большая загадка. Возможно, он деформировался в пространстве после рождения экзопланеты. Она могла сама перейти на другую орбиту в результате гравитационного действия очень большой планеты, пока не обнаруженной. Интересно, что у звезды есть далекая звезда-спутник, которая гипотетически может быть виновницей искривления диска. Ее орбита лежит в той же плоскости, что и орбита экзопланеты, но в этой геометрии плоскость диска должна выравниваться с ними, а не отклоняться.

Третье объяснение — смещение диска из-за воздействия мелких астероидов, которых должно быть много в области звездообразования. Эту проблему исследователи пока не смогли разрешить моделированием, да и наблюдений облака Тельца недостаточно, чтобы понять, как часто встречаются деформированные диски (Nature).