Науковці відкрили планету TOI-1227b. Вона являє собою газовий гігант, що перебуває дуже близько до своєї зорі. Через це випромінювання останньої буквально розчиняє цей світ у просторі.
Планета-немовля, розміром з Юпітер
Відкриття екзопланет (близько 6000, і їхня кількість зростає) показали, що Сонячна система не є типовою. В інших зоряних системах трапляються планети, зовсім не схожі на наші, з орбітами, яких немає в Сонячній системі. Однією з таких є TOI-1227b.
TOI-1227b — це планета, розміром приблизно з Юпітер, яка має близько 20 % його маси. Вона обертається навколо карликової зорі класу M, або червоного карлика, що розташований на відстані близько 330 світлових років. Відкрили її 2022 року на основі даних, отриманих супутником NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS).
TOI-1227b переживає екзистенційну кризу. Вона обертається дуже близько до своєї зорі, лише на відстані, що становить приблизно 1/5 відстані від Меркурія до Сонця. Нові дослідження показують, що ця планета ще зовсім молода — їй лише близько 8 млн років. У порівнянні із Землею вона — немовля в памперсах. Та замість того, щоб зростати, TOI-1227b поступово втрачає свою масу.
Дослідження зорі ТОI-1227
Ця екзопланета є другою наймолодшою планетою, яку астрономи коли-небудь знаходили на транзиті перед своєю зорею. Дослідники провели нові рентгенівські знімки та оптичні спектроскопічні спостереження TOI 1227 з метою визначення його віку та впливу його високоенергетичного випромінювання на екзопланету TOI-1227b.
Зоря, навколо якої вона обертається, TOI-1227, набагато менша і тьмяніша за Сонце. Як карлик класу M, вона набагато менша за масою, ніж Сонце, і набагато тьмяніша у видимому світлі. Однак ця тьмяність не описує весь спектр випромінювання зорі.
Магазин від Universe Space Tech
Комплект журналів Сонце, Місяць та Марс
До товаруМ-карлики відомі своїми екстремальними спалахами, які виробляють потужне рентгенівське випромінювання. На відміну від Сонця, М-карлики є повністю конвективними. Конвекція відбувається у всьому внутрішньому просторі зорі, що створює потужні магнітні поля, відповідальні за спалахи. У випадку TOI-1227 b, нещасний молодий газовий гігант перебуває прямо в епіцентрі цього руйнівного спалаху.
Втрата планетою маси
«Наші моделі показують, що TOI 1227b зараз швидко втрачає масу атмосфери зі швидкістю близько 1012 г/с», — пишуть автори дослідження. Це означає, що кожну секунду планета втрачає близько мільйона тонн своєї атмосфери. Астрономи підрахували, що всього за 1 млрд років планета втратить всю свою атмосферу.
Потужні рентгенівські промені від зір, таких як TOI-1227, зривають атмосфери екзопланет за допомогою кількох різних, але пов’язаних між собою механізмів.
Механізм втрати планетою атмосфери
Коли рентгенівське випромінювання потрапляє на молекули в атмосфері, воно іонізує їх і нагріває. Це може підвищити температуру атмосфери до кількох тисяч градусів Кельвіна, змушуючи її розширюватися. У міру розширення атмосфери сила тяжіння планети діє на неї дедалі слабше. В окремих випадках нагрівання буває настільки сильним, що з атмосфери можуть випаровуватися легкі молекули — наприклад, молекулярний водень.
Фотодисоціація також відіграє свою роль. Рентгенівські промені мають достатньо енергії, щоб розщеплювати молекули води на атоми водню та кисню. Оскільки водень дуже легкий, він може легко виходити в космос. Крім того, рентгенівські промені можуть підвищувати температуру зоряного вітру, надаючи йому більше енергії та роблячи його ефективнішим у зриванні атмосфери.
Дослідники вважають, що планета втрачає масу, еквівалентну двом земним атмосферам, кожні два століття. Хоча багато відкриттів астрономів потребують чимало часу, щоб проявитися, це відбувається набагато швидше. Більшість явищ в астрономії вимірюються в мільйонах або мільярдах років, а не в століттях.
Точне вимірювання маси планети
Науковці не можуть сказати, коли планета остаточно розчиниться у TOI-1227, оскільки багато що залежить від розуміння маси планети. У цьому випадку масу важко визначити точно. Щоб отримати ці цифри, команда провела кілька моделювань і зупинилася на найбільш ймовірних результатах.
Серед відомих екзопланет спостерігається розрив у їхніх розмірах: планети з радіусом від 1,5 до 2 радіусів Землі трапляються особливо рідко. Вважається, що цей розрив пов’язаний із втратою маси через фотовипаровування. Астрономи прагнуть досліджувати планети на кшталт TOI-1227b, аби краще зрозуміти цей процес.
«Близька молода транзитна екзопланетна система TOI-1227 є важливим орієнтиром для вивчення найранніших стадій еволюції екзопланет навколо зір із малою масою», — зазначають дослідники. Вони наголошують, що для глибшого розуміння природи системи TOI-1227 необхідні подальші фотометричні та спектроскопічні спостереження, які допоможуть точніше визначити масу планети й оцінити масштаби втрати її атмосфери.
За матеріалами phys.org
