Недавно обнаруженная экзопланета, получившая обозначение TOI-5205 b, бросает вызов современным представлениям о том, как формируются газовые гиганты. Эта планета размером с Юпитер, расположенная в 282 световых годах от Земли, обладает неожиданно низкой концентрацией тяжелых элементов в своей атмосфере – характеристика, которая принесла ей прозвище «запрещенная планета». Открытие, подробно описанное в The Astronomical Journal, предполагает, что существующие модели эволюции планет могут быть неполными.
Редкий Состав
TOI-5205 b была впервые идентифицирована в 2023 году с помощью космического телескопа NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Последующий спектроскопический анализ выявил в атмосфере соединения, такие как метан и сероводород. Однако самым поразительным открытием стало внутреннее строение планеты: исследователи оценивают, что она в 100 раз богаче металлами, чем ее атмосфера. Это несоответствие крайне необычно; планеты обычно накапливают более тяжелые элементы со временем, и их атмосфера обычно отражает это распределение.
«Мы обнаружили гораздо более низкую металличность, чем предсказывали наши модели для общей массы планеты», – объясняет Шубхам Канодия, астроном из Института Карнеги. «Это говорит о том, что ее тяжелые элементы мигрировали внутрь в процессе формирования, и теперь ее внутренние слои и атмосфера не смешиваются.»
Вызов Теориям Формирования Планет
Современная теория утверждает, что планеты формируются из вращающейся пыли и газа вокруг молодых звезд. Относительная металличность планеты (изобилие элементов тяжелее водорода и гелия) является ключевым показателем того, где и как она образовалась. Планеты, формирующиеся ближе к своей звезде, как правило, более богаты металлами из-за более высокой плотности материалов в этом регионе.
TOI-5205 b вращается вокруг красного карлика – звезды меньшего размера и более низкой температуры, чем наше Солнце. Тот факт, что эта планета бедна металлами, несмотря на близость к своей звезде, озадачивает. Звезда-хозяин планеты примерно в четыре раза больше Юпитера, но только в 40% массы нашего Солнца, что еще больше усложняет картину. Это говорит о том, что на формирование планеты могла повлиять миграция внутри раннего протопланетного диска или какой-то другой пока неизвестный процесс.
Последствия для Исследований Экзопланет
Открытие TOI-5205 b подчеркивает разнообразие планетарных систем за пределами нашей собственной и ограничения современных моделей. Особенный состав планеты может указывать на то, что ранние стадии формирования планет намного более хаотичны и изменчивы, чем считалось ранее.
«Эти открытия имеют последствия для нашего понимания процесса формирования газовых гигантов, который происходит в начале жизни звезды», – говорит Анджали Пиетт, астроном из Бирмингемского университета. «Тот факт, что у планеты более низкая металличность, чем у ее звезды-хозяина, выделяет ее среди всех гигантских планет, которые были изучены на сегодняшний день.»
Дальнейшие наблюдения и уточненное моделирование будут иметь решающее значение для полного объяснения происхождения этой «запрещенной» планеты и того, что она раскрывает о более широкой Вселенной.
