564
Дослідники виявили планету розміром з Нептун TOI-3261 b, яка обертається навколо своєї зірки кожні 21 годину, що відносить її до рідкісної категорії «гарячих Нептунів». Ця планета дає важливе уявлення про формування та еволюцію атмосфери планет, розташованих поблизу своїх зірок, що свідчить про більшу початкову масу та подальше руйнування атмосфери.
Відкриття TOI-3261 b: рідкісний гарячий Нептун
TOI-3261 b, планета розміром з Нептун, обертається навколо своєї головної зірки на надзвичайно близькій відстані. Це лише четверта відома планета такого роду, яка пропонує цінну інформацію про те, як утворюються такі рідкісні планети.
Відкриття було зроблено міжнародною групою вчених за допомогою супутника NASA для огляду транзитних екзопланет (TESS). Подальші спостереження за допомогою наземних телескопів в Австралії, Чилі та Південній Африці підтвердили цю знахідку. TOI-3261 b знаходиться в тому, що астрономи називають «гарячою пустелею Нептуна» — регіоні космосу, де планет такого розміру та складу надзвичайно мало.
Подібний до Нептуна за розміром і структурою, TOI-3261 b виділяється своєю надзвичайно тісною орбітою, завершуючи «рік» лише за 21 годину. Ця швидка орбіта поміщає екзопланету в ексклюзивну категорію: ультракороткоперіодичні гарячі Нептуни з точно виміряними масами, з яких наразі виявлено лише три.
Виклики гарячих атмосфер Нептуна
Екзопланета TOI-3261 b виявилася ідеальним кандидатом для тестування нових комп’ютерних моделей формування планет. Одна з причин, чому гарячі Нептуни настільки рідкісні, полягає в тому, що важко утримувати густу газову атмосферу так близько від зірки. Зірки масивні, тому діють на предмети навколо них велика гравітаційна сила, яка може звільнити шари газу, що оточують сусідню планету. Вони також виділяють величезну кількість енергії, яка здуває газові шари. Обидва ці фактори означають, що гарячі Нептуни, такі як TOI-3261 b, могли спочатку стати набагато більшими планетами розміром з Юпітер і з того часу втратили значну частину своєї маси.
Моделюючи різні початкові точки та сценарії розвитку, наукова група визначила, що системі зірок і планет приблизно 6,5 мільярдів років і що планета спочатку була набагато більшим газовим гігантом. Проте, ймовірно, він втратив масу двома шляхами: фотовипаровуванням, коли енергія від зірки змушує частинки газу розсіюватися, і приливним розсіюванням, коли гравітаційна сила зірки позбавляє планети шарів газу. Планета також могла сформуватися далі від своєї зірки, де обидва ці ефекти були б менш інтенсивними, дозволяючи їй зберегти свою атмосферу.
Таємниці атмосфери та майбутні дослідження
Залишки атмосфери планети, одна з її найцікавіших особливостей, ймовірно, вимагатимуть подальшого аналізу атмосфери, можливо, допоможуть розгадати історію формування цього мешканця «гарячої пустелі Нептуна». Планета TOI-3261 b приблизно вдвічі щільніша за Нептун, що вказує на те, що легші частини її атмосфери з часом були видалені, залишивши лише важчі компоненти.
Це показує, що планета, мабуть, починалася з безлічі різних елементів в атмосфері, але на даному етапі важко точно сказати, які. Цю таємницю можна розгадати, спостерігаючи за планетою в інфрачервоному світлі, можливо, за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба НАСА – ідеальний спосіб побачити ідентифікаційні відбитки різних молекул в атмосфері планети. Це не тільки допоможе астрономам зрозуміти минуле TOI-3261 b, але й почне розкривати фізичні процеси, що стоять за всіма гарячими планетами-гігантами.
Розширення клубу гарячого Нептуна з ультракоротким періодом
Перше в історії відкриття ультракороткоперіодичного гарячого Нептуна, LTT-9779 b, відбулося в 2020 році. Відтоді відкриття TESS TOI-849 b і TOI-332 b також приєдналися до елітного ультракороткоперіодичного гарячого Нептуна. Клуб Нептуна (з точно виміряними масами). І LTT-9779 b, і TOI-849 b стоять у черзі на інфрачервоні спостереження за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба, що потенційно розширить наше розуміння атмосфери цих планет у найближчі роки.
Міжнародна наукова група під керівництвом астронома Емми Наббі з Університету Південного Квінсленда опублікувала свою статтю про відкриття «Виживання в гарячій пустелі Нептуна: відкриття ультрагарячого Нептуна TOI-3261 b» в The Astronomical Journal у серпні 2024 року.
