Коли мова йде про те, як і де формуються планетарні системи, астрономи думали, що вони мають досить гарну справу. Переважаюча теорія, відома як Гіпотеза туманності, стверджує, що зірки та планети утворюються з масивних хмар пилу та газу (тобто туманностей). Як тільки ця хмара зазнає гравітаційного колапсу в центрі, його залишок пилу та газу утворює протопланетний диск, який з часом накопичується, утворюючи планети.
Однак, вивчаючи далеку зірку NGTS-1 - тип М (червоний карлик), розташований приблизно на відстані 600 світлових років - міжнародна команда на чолі з астрономами з Університету Уорік виявила масивного "гарячого Юпітера", який виявився занадто великим на орбіті такої маленької зірки. Відкриття цієї «планети-монстра», природно, кинуло виклик деяким раніше утримуваним уявленням про планетарну формацію.
Дослідження під назвою "NGTS-1b: гарячий Юпітер, що перебуває через М-карлик", нещодавно з'явилося в Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства. Команду очолювали доктор Даніель Байлісс та професор Пітер Вітлі з Університету Уорік і включали членів Женевської обсерваторії, Кавендішської лабораторії, Німецького аерокосмічного центру, Лестерського інституту спостереження за космосом і землею, Берлінського центру ТУ Астрономія та астрофізика, а також багато університетів та науково-дослідних інститутів.
Відкриття було зроблене за допомогою даних, отриманих в обстеженні транзиту "NGTS" нового покоління, яке знаходиться в обсерваторії Паранал в Чилі. Цей заклад управляє міжнародним консорціумом астрономів, які приїжджають з університетів Уорік, Лестер, Кембридж, Університет Королеви Белфаст, Женевська обсерваторія, Німецький аерокосмічний центр та Університет Чилі.
Використовуючи повний масив повністю робототехнічних компактних телескопів, це фотометричне обстеження є одним із декількох проектів, які мають на меті компліментувати Космічний телескоп Kepler. Подібно до Кеплер, він стежить за віддаленими зірками на предмет ознак раптового занурення яскравості, які є вказівкою на планету, що проходить перед зорою (т.к. "транзитна") зірка, щодо спостерігача. Вивчаючи дані, отримані з NGTS-1, першої зірки, яку було виявлено опитуванням, вони зробили дивовижне відкриття.
На основі сигналу, виданого його екзопланетою (NGTS-1b), вони визначили, що це газовий гігант приблизно таких же розмірів, як Юпітер і майже такий же масивний (0,812 маси Юпітера). Його орбітальний період в 2,6 дня також вказував на те, що він обертається дуже близько до своєї зірки - близько 0,0326 АС - що робить її "гарячим Юпітером". Виходячи з цих параметрів, команда також підрахувала, що NGTS-1b має температуру приблизно 800 K (530 ° C; 986 ° F).
Відкриття кинуло команду на цикл, оскільки, як вважалося, неможливо, щоб планети такого розміру утворювались навколо маленьких зірок типу М. Відповідно до сучасних теорій про формування планети, вважаються, що червоні карликові зірки здатні утворювати скелясті планети - про що свідчать багато хто, виявлений навколо червоних карликів пізнього часу, - але не в змозі зібрати достатньо матеріалу для створення планет розміром з Юпітера. .
Як коментує в прес-релізі Університету Уорік доктор Даніель Байлісс, астроном з Женевського університету та головний автор статті:
«Відкриття NGTS-1b було для нас цілковитою несподіванкою - такі масивні планети, як вважалося, існують навколо таких маленьких зірок. Це перша екзопланета, яку ми знайшли за допомогою нашого нового обладнання NGTS, і ми вже кидаємо виклик отриманій мудрості того, як формуються планети. Наше завдання полягає в тому, щоб зараз з'ясувати, наскільки поширені ці типи планет у Галактиці, і з новим об'єктом NGTS ми готові зробити саме це ".
Що також вражає той факт, що астрономи взагалі помітили транзит. Порівняно з іншими класами зірок, зірки типу М найменші, найкрутіші та найменші. У минулому навколо них виявляли скельні тіла за допомогою вимірювання зрушень у їхньому положенні відносно Землі (т.к. метод радіальної швидкості). Ці зрушення зумовлені гравітаційним перетягуванням однієї або декількох планет, які змушують планету «коливатися» вперед і назад.
Коротше кажучи, слабке освітлення зірки типу М зробило спостереження за їх заглибленням у яскравості (т.к. метод транзиту) вкрай непрактичним. Однак, використовуючи чутливі до червоного світла камери NGTS, команда мала змогу відстежувати патчі нічного неба протягом багатьох місяців. З часом вони помічали занурення, що надходили від NGTS-1 кожні 2,6 дня, що вказувало на те, що перед нею періодично проходить планета з коротким орбітальним періодом.
Потім вони відслідковували орбіту планети навколо зірки та поєднували дані про транзит із вимірюваннями радіальної швидкості, щоб визначити її розмір, положення та масу. Як зазначив професор Пітер Вітлі (який очолює NGTS), пошук планети було кропіткою роботою. Зрештою, його відкриття може призвести до виявлення ще багатьох газових гігантів навколо зірок низької маси:
«NGTS-1b було важко знайти, незважаючи на те, що він чудовисько планети, оскільки його материнська зірка маленька і слабка. Маленькі зірки насправді є найпоширенішими у Всесвіті, тому не виключено, що існує багато цих планет-гігантів, які чекають на її пошук. Працюючи майже десятиліття над розробкою масиву телескопів NGTS, це захоплююче бачити, як він вибирає нові та несподівані типи планет. Я з нетерпінням чекаю, які ще нові захоплюючі планети ми можемо з'явити ".
У відомому Всесвіті зірки типу М - це найпоширеніші, що складають 75% усіх зірок лише в Галактиці Чумацького Шляху. У минулому відкриття скелястих тіл навколо таких зірок, як Proxima Centauri, LHS 1140, GJ 625 та семи скелястих планет навколо TRAPPIST-1, змусили багатьох в астрономічній спільноті зробити висновок, що червоні карликові зірки найкраще шукати Землеподібні планети.
Відкриття гарячого Юпітера на орбіті NGTS-1 вважається свідченням того, що інші зірки червоного карлика можуть мати орбітальні газові гіганти. Перш за все, ця остання знахідка ще раз демонструє важливість досліджень екзопланет. З кожною знахідкою, яку ми робимо за межами нашої Сонячної системи, тим більше ми дізнаємось про способи формування і розвитку планет.
Кожне відкриття, яке ми робимо, також покращує наше розуміння того, наскільки ймовірними ми можемо виявити життя десь там. Бо врешті-решт, яка більша наукова мета, ніж визначення того, чи ми самі у Всесвіті чи ні?
