Это редчайшее и маловероятное сочетание озадачивало астрономов с момента открытия системы в 2020 году: обычно горячие Юпитеры — массивные газовые гиганты — существуют в одиночестве, их мощная гравитация разбрасывает любые планеты на внутренних орбитах.
Теперь ученые из Массачусетского технологического института с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» впервые заглянули в атмосферу мини-Нептуна, который обращается внутри орбиты своего гигантского соседа, и обнаружили ключи к разгадке происхождения этой необычной системы.
Измерения показали, что меньшая планета обладает «тяжелой» атмосферой, богатой водяным паром, углекислым газом, диоксидом серы и следами метана. Такую атмосферу планета не могла бы приобрести, если бы сформировалась на нынешнем месте — очень близко к своей звезде.
«Это первый случай, когда мы наблюдаем атмосферу планеты, которая находится внутри орбиты горячего Юпитера, — говорит ведущий автор исследования, постдок из Института астрофизики и космических исследований имени Кавли при MIT Саугата Барат. — Наши измерения показывают, что мини-Нептун действительно сформировался за снеговой линией, то есть, такой канал формирования существует».
Снеговая линия — это своеобразная граница в планетной системе, которая проходит на минимальном расстоянии от звезды, где температура достаточно низкая для мгновенного превращения воды в лед. Обе планеты, вероятно, сформировались гораздо дальше от звезды, в холодной области раннего протопланетного диска. Там планеты могли медленно наращивать свои атмосферы. Со временем планеты были притянуты к звезде — это происходило постепенно, поэтому им удалось остаться близко друг к другу, сохранив свои атмосферы.
«Это была уникальная система, — отмечает Челси Хуан, открывшая систему в 2020 году с помощью космического телескопа TESS. — Горячие Юпитеры “одиноки”, у них нет планет-компаньонов внутри их орбит. Они настолько массивны, а их гравитация настолько сильна, что все, что находится внутри их орбиты, попросту разрушается. Но каким-то непостижимым образом внутренний компаньон этого горячего Юпитера выжил».
Наблюдение планеты в нужное время оказалось настоящим вызовом. Мини-Нептун и горячий Юпитер находятся в резонансе средних движений — каждая планета влияет на движение другой, слегка изменяя время, необходимое для облета звезды. Команде пришлось разработать специальную модель для точного предсказания момента наблюдения, и этот расчет оказался верным.
«Эта планетная система представляет одну из редчайших архитектур, когда-либо обнаруженных астрономами, — заключает Барат. — Наблюдения TOI-1130b дают первое свидетельство того, что в природе действительно существуют мини-Нептуны, которые формируются за снеговой линией».
Ранее ученые нашли за Нептуном загадочный ледяной объект с атмосферой, которой не должно быть.
Источник: hi-tech.mail.ru