Чуть младше Вселенной: Найдена самая старая планета

Вокруг одной из старейших звезд галактики, оранжевого карлика TOI-561 всего в 280 световых годах от нас, астрономы обнаружили три экзопланеты, вращающиеся вокруг нее, одна из которых представляет собой каменистый мир, в 1,5 раза превышающий размер Земли, и которая крутится вокруг звезды с головокружительной скоростью по 10,5-часовой орбите.

Очевидно, что экзопланета, расположенная так близко к своей звезде, вряд ли будет обитаемой, даже если она каменистая, как Земля, Венера и Марс. Она будет иметь температуру 2200 градусов по Цельсию, приливно заблокированных с океаном магмы на постоянной дневной стороне.

Но система TOI-561, планеты и все остальное - одна из старейших из когда-либо существовавших: ее возраст оценивается примерно в 10 миллиардов лет.

Это более чем в два раза старше Солнечной системы, почти столько же лет, как сама Вселенная, и свидетельствует о том, что скалистые экзопланеты могут оставаться стабильными в течение очень долгого времени.

"TOI-561 b - одна из старейших каменистых планет, которые были обнаружены", - сказала астроном Лорен Вайс из Гавайского университета. "Его существование показывает, что Вселенная образовывала твердые планеты почти с момента своего возникновения 14 миллиардов лет назад".

Три планеты, названные TOI-561 b, TOI-561 c и TOI-561 d, были идентифицированы космическим телескопом NASA TESS. TESS смотрит на участки неба в поисках периодических слабых провалов в свете далеких звезд. Это транзиты, когда планета проходит между нами и своей звездой.

На основе этих данных и последующих наблюдений астрономы смогли определить периоды обращения и размеры трех экзопланет.

TOI-561 d, самый внешний, примерно в 2,3 раза больше Земли, с периодом обращения 16,3 дня. TOI-561 c в 2,9 раза больше Земли, с периодом обращения 10,8 суток. А TOI-561 b в 1,45 раза больше Земли, а период обращения по орбите составляет чуть более 10,5 часов.

Команда также провела измерения лучевой скорости. Поскольку планеты вращаются вокруг звезды, эта звезда не остается неподвижной.

Каждая экзопланета оказывает собственное гравитационное притяжение к звезде, что приводит к небольшому сложному танцу, который сжимает и растягивает свет звезды, когда он движется к нам и от нас, когда мы наблюдаем за ним.

Если мы знаем массу звезды, мы можем наблюдать, насколько звезда движется в ответ на гравитационное притяжение экзопланеты, и вычислить массу экзопланеты.

Исходя из этого, исследователи подсчитали, что TOI-561b примерно в три раза больше массы Земли.

"Это удивительно, потому что можно было бы ожидать, что плотность будет выше", - сказал планетарный астрофизик Стивен Кейн из Калифорнийского университета в Риверсайде.

"Это согласуется с представлением о том, что планета чрезвычайно стара".

Это потому, что более тяжелые элементы во Вселенной - металлы тяжелее железа - выковываются в сердцах звезд, в сверхновых в конце жизни массивных звезд и при столкновениях между массивными мертвыми звездами.

Только после того, как звезды умрут и разнесут эти элементы в космос, их можно будет перенести на другие объекты. Итак, самые старые звезды во Вселенной очень бедны металлами.

TOI-561, например, имеет низкую "металличность". И любые планеты, сформированные в более ранней Вселенной, также должны иметь низкое содержание металлов.

Предыдущее исследование показало, что существует более низкий предел металличности для образования скалистых планет, поскольку более тяжелые элементы с меньшей вероятностью испаряются из-за излучения звезды, а зерна достаточно долго выживают в околозвездном диске, чтобы слипаться и образовывать планеты.

Обнаружение планет, подобных TOI-561 b, может помочь ограничить эти модели, что, в свою очередь, может помочь нам найти более древние скалистые экзопланеты.