Используя космический телескоп NASA TESS, астрономы из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл обнаружили гигантскую экзопланету в системе переменной звезды ZTF18acmysxl(IRAS 04125+2902, TIC 56658270, TrES J041543+291000 и т.д) возраст которой составляет всего 3 миллиона лет. Звезда и планета находится в созвездии Тельца, в 520 световых годах от Земли.
Уникальное расположение протопланетного диска, удалённого от звезды на 17.5 а.е, и местного пояса астероидов, который простирается от 20 до 30 а.е и не препятствует наблюдениям, делает эту систему идеальной для изучения ранних стадий формирования внесолнечных планет. Это первая юная планета, открытая в рамках миссии TESS, поэтому система и экзопланета получили название TIDYE-1 (Demographics of Young Exoplanets, или, в переводе на русский, «Демография молодых экзопланет»).
За последние годы было обнаружено множество транзитных экзопланет, но лишь около десятка из них имеют возраст от 10 до 40 миллионов лет. Например, недавно учёные открыли горячий юпитер NGTS-33b, который вращается вокруг нагретой добела звезды.
Однако пока очень мало планет было обнаружено, чей возраст ниже этого значения. До открытия TIDYE-1 Ab самой юной планетой, подтверждённой наукой, считался тёплый экзонептун K2-33 b, вращающийся вокруг вспыхивающей красного субгиганта. У этой планеты могут быть кольца. Её возраст составляет 10 млн. лет.
Моложе недавно найденной TIDYE-1 Ab может быть только эксцентричный горячий юпитер V830 Тельца b, который вращается вокруг переменного, покрытого большим количеством холодных звездных пятен оранжевого субгиганта. Его возраст может составлять 1.9 миллиона лет. Но с 2016 года прошло немало времени, а эта планета до сих пор не подтверждена.
Поэтому TIDYE-1 Ab, вращающаяся вокруг оранжево-красного субгиганта, который находится на этапе перед превращением в гиганта, по праву получает статус самой юной экзопланеты.
Почему у более молодых звёзд не фиксируются планеты? Возможно, это связано с тем, что они ещё не полностью сформировались, или их открытию мешает активность протозвезды и остаточный протопланетный и астероидные диски, окружающие многие новорождённые светила.
В рамках исследования астрономы проанализировали не только горячую TIDYE-1 Ab. Они также выяснили, что окружающий внешний протопланетный диск смещён и повёрнут к нам почти ребром, а внутренний сильно истощён. Такое сочетание характеристик позволило обнаружить транзитную протопланету.
Однако у астрономов теперь возник вопрос, почему внешний астероидный диск искривился. Возможные объяснения включают в себя миграцию самой планеты, которая приближается к звезде и при этом отклоняется от ориентации внешнего диска. С Земли орбита планеты проходит ребром к звезде, пересекая её поверхность, но внешний диск остаётся почти повёрнутым к нам. Одна проблема с этой идеей: чтобы так сильно отклонить планету от протопланетного и астероидного диска, вероятно, потребуется другой (очень большой) объект в этой системе. Пока ничего не обнаружено.
Но учитывая, что TIDYE-1, в отличие от Солнца, не одинокая звезда, а имеет звезду-компаньона, то есть ещё один способ получить «сломанный» внешний диск. Правда, этот красный карлик настолько мал и находится на расстоянии 365 а.е. от главной звезды, что вряд ли дает хоть какой-то шанс влиять TIDYE-1 B на внешний пояс астероидов TIDYE-1 A.
Ещё одно возможно объяснение странности с искривлённым поясом у TIDYE-1 A — звёздные «ясли», такие как молекулярное облако Тельца, могут быть густонаселёнными и оживлёнными местами. Компьютерное моделирование показывает, что причиной деформации диска могут быть потоки падающего материала из окружающей области звездообразования. Правда, ни моделирование, ни наблюдения пока не дали ответа на вопрос, являются ли искривлённые звёздные диски распространённым или редким явлением в таких случаях.
Но вернёмся к планете. И с ней не всё так ясно. По радиусу TIDYE-1 Ab почти Юпитер, но по массе ближе к Нептуну. При этом её температура пока не превышает 640°C. Это делает газовую планету "рыхлой" — её плотность должна составлять 0.6 г/куб см. Возможно, TIDYE-1 Ab поможет разобраться в аномалиях трёх небесных тел: Кеплер-51, HIP 41378 f, Кеплер-79 d, Кеплер-87 c и Кеплер-117 c. Хотя маловероятно, что вопросы с низкой плотностью при относительно невысокой температуре у новой планеты объясняются её чересчур юным возрастом, высокой активностью протозвезды, и через какое-то время эта атмосфера испарится, как и сама TIDYE-1 Ab, т.к. её звезда растёт. А вот многие ранее указанные объекты имеют гораздо более низкие плотности и гораздо больший возраст.
