150 масс Земли из металлов: новые экзопланеты меняют взгляды на формирование горячих юпитеров у звёзд класса K низкой массы

Международная команда астрономов сообщила о находке трёх горячих юпитеров — TOI-2969 b, TOI-2989 b и TOI-5300 b, которые вращаются вокруг звёзд типа K. Эти оранжевые карлики меньше и холоднее нашего Солнца (G-класса). Из-за их малой массы формирование крупных планет-гигантов рядом с ними обычно затруднено, что делает обнаружение особенно удивительным. Открытие основано на данных космического телескопа TESS и наблюдениях земными инструментами, включая спектрограф CORALIE. Эти гигантские планеты содержат необычно высокие концентрации тяжёлых элементов, что ставит под сомнение современные представления о формировании планетарных систем.

Масса тяжёлых элементов в TOI-2969 b, TOI-2989 b и TOI-5300 b составляет 50, 70 и 30 масс Земли соответственно. Для большинства известных горячих юпитеров этот показатель значительно ниже. Массы самих планет варьируются от 0,6 до 3,0 масс Юпитера, а их радиусы — от 0,88 до 1,12 радиусов Юпитера. Все три планеты совершают полный оборот вокруг своих светил менее чем за 3,2 дня, а их температуры достигают 1001–1186 К. Интересно, что они не демонстрируют радиального расширения, характерного для многих горячих юпитеров под воздействием сильного нагрева от звезды, что указывает на необычную плотность и состав этих планет.

Для верификации открытия учёные провели анализ лучевых скоростей, спектральное исследование и изучение энергетического спектра звёзд. Данные, предоставленные космической обсерваторией Gaia, содержащие точные характеристики миллиардов звёзд, и наземный проект WASP по поиску экзопланет, помогли определить периоды вращения звёзд, исключив их влияние на результаты. Также было установлено отсутствие других крупных планет в этих системах.

Полученные данные опровергают предсказания моделей формирования планет, которые предполагали крайне низкую вероятность появления массивных гигантов рядом с менее массивными звёздами. Исследователи полагают, что высокая металличность этих планет может быть связана с особенностями аккреции материала на ранних стадиях развития системы.

В дальнейшем учёные планируют провести атмосферную спектроскопию, особенно для TOI-2969 b, так как эта планета демонстрирует наиболее подходящие условия. Это позволит подробно изучить состав атмосфер и прояснить механизмы их формирования, что поможет пересмотреть текущие теории и глубже понять разнообразие экзопланетных систем.

Источник: iXBT