|
Экзонептуны планетарной системы TOI-421
|
|
|
|
Международная команда, возглавляемая Женевским университетом (UNIGE), в которую входят ученые из Национального центра исследований планет, Университета Уорика и Института астрофизики Канарских островов, запустила амбициозную программу по составлению карты экзопланет, расположенных вокруг Нептунианской пустыни. Цель: лучше понять формирование и эволюцию планетных систем.
|
|
|
|
Это сотрудничество, известное как ATREIDES, дало свои первые результаты при наблюдении планетной системы TOI-421. Анализ этой системы показывает удивительно наклонную орбитальную архитектуру, что позволяет по-новому взглянуть на хаотическую историю этих отдаленных миров. Это первое исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.
|
|
|
|
Каковы физические механизмы, управляющие формированием и эволюцией планетных систем? Чтобы ответить на этот широкий вопрос, ученые, возглавляемые департаментом астрономии UNIGE, решили сосредоточиться на определенном классе экзопланет: экзонептунах, планетах за пределами нашей Солнечной системы, которые примерно в 20 раз массивнее Земли.
|
|
|
|
За последнее десятилетие ученые сделали важные открытия о распределении экзопланет. Экзонептуны отсутствуют в областях, расположенных очень близко к звездам. Однако недавние исследования, в которых UNIGE принимала участие, показывают, что в областях, расположенных немного дальше от звезд — в регионе с более умеренным климатом в распределении экзопланет, известном как "саванна", — этот тип планет более распространен. Наконец, между этой саванной и пустыней находится регион, называемый "хребет Нептуна", где экзонептунов еще больше, чем в двух других регионах.
|
|
|
|
|
|
|
"Сложность экзонептунового ландшафта открывает уникальное окно в процессы, связанные с формированием и эволюцией планетных систем. Именно это вдохновило нас на амбициозное научное сотрудничество с ATREIDES, основанное, в частности, на крупномасштабной программе наблюдений, которую мы проводим на крупнейших европейских телескопах - VLTS ESO — с использованием самого точного в мире спектрографа ESPRESSO", — объясняет Винсент Бурье, старший преподаватель и научный сотрудник кафедры профессор астрономии на научном факультете UNIGE, главный исследователь программы АТРЕЙДЕСА и ведущий автор первого исследования консорциума.
|
|
Покорение "пустыни"
|
|
|
|
Программа АТРЕЙДЕСА фокусируется на экзопланетах, чтобы определить процессы, ответственные за образование Нептунианского хребта, саванн и пустынь, а также получить более общую информацию о формировании и эволюции планет. Ученые планируют использовать ESPRESSO для наблюдения за большим количеством Нептунов, а также для анализа и моделирования данных со всех планет в согласованной и последовательной структуре. Этот системный подход должен позволить провести реальное сравнение между различными планетными системами и лучше понять механизмы, которые формируют этот сложный ландшафт Нептуна.
|
|
|
|
Проект ATREIDES collaboration, созданный как открытая инициатива международного сообщества, приглашает всех заинтересованных астрономов присоединиться к этой научной работе, следуя примеру Университета Уорика.
|
|
|
|
"Мы используем телескопы NGTS, программу наблюдения экзопланет, основанную на методе транзита, для наблюдения за прохождениями этих Нептунов и, таким образом, оптимизируем использование ESPRESSO/VLT. Это позволяет нам получать гораздо более точные измерения и выявлять процессы, такие как звездные вспышки, которые могут повлиять на данные ESPRESSO", - говорит Дэниел Бейлисс, доцент физического факультета Университета Уорика.
|
|
TOI-421: "Смещенная" орбитальная архитектура
|
|
|
|
Первая система, которую наблюдали и анализировали в рамках проекта ATREIDES, называется TOI-421. У нее есть две планеты: горячий Нептун TOI-421 c, расположенный в саванне, и меньшая планета, расположенная ближе к звезде TOI-421 b . Астрономы смогли проследить хаотическую историю этой системы.
|
|
|
|
Одна из гипотез программы АТРЕЙДЕСА гласит, что ландшафт Нептуна сформировался в результате того, как эти планеты мигрировали от места своего рождения к своим нынешним орбитам. Некоторые планеты медленно и рано перемещались по газовому диску, в котором они сформировались, и этот процесс должен привести к выравниванию орбит. Другие были бы насильственно выведены на свои орбиты гораздо позже в результате хаотического процесса, называемого "миграцией с высоким эксцентриситетом", который приводит к сильному смещению орбит.
|
|
|
|
Таким образом, одной из ключевых переменных в этой гипотезе является соответствие между экваториальной плоскостью звезды и плоскостью орбиты каждой планеты. Измерив это выравнивание для TOI-421, ученые смогли показать, что две планеты в системе сильно смещены, что сильно отличается от нашей солнечной системы, где планеты выровнены и, следовательно, вращаются почти в экваториальной плоскости нашего Солнца. Это указывает на бурную историю эволюции системы TOI-421 после ее создания.
|
|
|
|
Анализ TOI-421 - это всего лишь пример того, что еще предстоит сделать. Он предоставляет ценную информацию ученым, но также, и это самое главное, помогает усовершенствовать инструменты анализа и моделирования, разработанные в сотрудничестве с ATREIDES. Однако большое количество планетных систем с экзонептунами необходимо будет наблюдать и анализировать с такой же тщательностью, прежде чем мы сможем описать эволюцию и формирование планетных систем.
|
|
|
|
"Глубокое понимание механизмов, которые формируют нептунианскую пустыню, саванну и горный хребет, позволит лучше понять формирование планеты в целом... но можно с уверенностью сказать, что Вселенная приготовила для нас и другие сюрпризы, которые заставят нас разрабатывать новые теории", - заключает Бурье.
|
|
|
|
Источник
|
