Экзопланета Elias 2-24 b побила рекорд возраста и бросила вызов теориям

Астрономы подтвердили существование самой молодой из известных экзопланет. Газовый гигант Elias 2-24 b сформировался менее чем за миллион лет, хотя модели отводят на формирование такого объекта около 5 миллионов лет.

Elias 2-24 b находится на расстоянии 55 астрономических единиц от своей звезды. Это примерно в 10 раз дальше, чем Юпитер находится от Солнца. Масса планеты оценивается в 1,9—4 массы Юпитера, причём верхняя граница может быть завышена.

Планета всё ещё находится внутри протопланетного диска и продолжает накапливать вещество. Свечение аккреции способно маскировать её собственную светимость, поэтому фотометрическая оценка массы может оказаться выше реального значения. Возраст Elias 2-24 b составляет менее миллиона лет, тогда как предыдущие рекордсмены у звёзд PDS 70 и WISPIT 2 старше 5 миллионов лет.

«Даже наши лучшие модели всё ещё упускают какие-то важные процессы», — сказал Лукас Сьеза, профессор Института астрофизических исследований Чили и соавтор работы, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters.

Как нашли Elias 2-24 b

Первые признаки объекта появились около десяти лет назад. В середине 2010-х радиотелескопы ALMA зафиксировали в диске звезды Elias 2-24 узкий зазор. Такая структура могла указывать на планету, которая расчищает участок вокруг своей орбиты.

Позже «Очень большой телескоп» Европейской южной обсерватории различил внутри зазора тусклый объект. Однако этого было недостаточно для подтверждения: на большом расстоянии и сквозь плотный пылевой диск точку можно принять за дефект изображения или далёкую фоновую звезду.

Исследователи Университета Диего Порталеса изучили архив обсерватории Кека на Гавайях. На снимках 2018 и 2020 годов, сделанных с коронографом, который блокирует свет звезды, команда обнаружила тот же объект. Сопоставление наблюдений позволило проследить его движение и исключить версию о фоновом источнике с уверенностью выше 3σ.

Структура зазора и отсутствие спиральных рукавов, характерных для гравитационной неустойчивости, указывают на аккрецию ядра. Согласно этому сценарию, твёрдое ядро сначала набирает массу, а затем быстро притягивает газовую оболочку. Состояние Elias 2-24 b лучше описывают модели «горячего старта», хотя аккреция ядра обычно связывается с более холодным началом. Массивное ядро и слабое охлаждение во время аккреции могут объяснить высокую температуру планеты.

По данным наблюдений, газовые гиганты способны формироваться на большом удалении от звезды менее чем за миллион лет. Они также поддерживают гипотезу о том, что зазоры в молодых протопланетных дисках часто создают именно экзопланеты.

Для дальнейшего изучения системы планируют использовать космический телескоп Nancy Grace Roman с более мощным коронографом.