Самая молодая из подтверждённых планет — Elias 2-24 b — имеет возраст менее миллиона лет

Протопланетный диск вокруг звезды на расстоянии 450 световых лет содержит планету, которой ещё не должно существовать. Elias 2-24 b моложе миллиона лет — самая молодая подтверждённая планета из известных, побившая предыдущий рекорд как минимум на четыре миллиона лет. Она обращается на расстоянии 55 а.е. от своей звезды — более чем в десять раз дальше, чем Юпитер от Солнца, — в области, где современные модели отводят планетам гораздо больше времени, чем было у этой.

Система находится внутри облачного комплекса ρ Змееносца, одной из наиболее активных областей звездообразования, видимых с Земли. Её самые молодые звёздные популяции имеют возраст менее миллиона лет, что задаёт верхнюю границу возраста Elias 2-24 b. Планета всё ещё активно аккрецирует газ и пыль из окружающего диска — астрономы застали её в процессе формирования, в тот момент, когда она ещё продолжает расти до того, чем станет в итоге.

Как нашли планету, скрытую в архивных данных

Открытие стало результатом повторного анализа снимков обсерватории Кека, которые никогда не обрабатывались полностью. Андреа Бернарди (Andrea Bernardi), аспирант Университета Диего Порталес в Чили, применил новые методы обработки изображений к архивным данным коронографа NIRC2 обсерватории Кека и обнаружил слабый сигнал, соответствующий компаньону планетной массы, находящемуся внутри разрыва в диске. Дополнительные наблюдения на Кеке в сочетании с независимыми данными миллиметрового телескопа ALMA и Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории подтвердили, что объект гравитационно связан со звездой и движется вместе с ней.

Рекомендуем прочитатьВпервые увидели, как вращается диск, в котором рождаются планеты, и он крутится не по правилам

Планета находится точно внутри разрыва в протопланетном диске Elias 2-24 — концентрической структуры из колец и промежутков, знакомой по радиоснимкам молодых звёздных систем. Стандартная интерпретация таких разрывов состоит в том, что формирующаяся планета расчищает материал вдоль своей орбиты. Elias 2-24 b теперь является самым молодым прямым подтверждением того, что этот механизм работает так, как предполагали теоретики. «Мы можем наблюдать стадию формирования планет, которая редко видна напрямую», — сказал Бернарди.

Проблема расстояния

На расстоянии 55 а.е. от своей звезды — примерно там, где в нашей Солнечной системе находится внешний пояс Койпера, — Elias 2-24 b вступает в прямое противоречие с доминирующей теорией формирования гигантских планет. Аккреция ядра строит планеты из твёрдых ядер, которые медленно накапливают камень и лёд, прежде чем стать достаточно массивными, чтобы захватывать газ из диска. На орбитальном расстоянии Юпитера, около 5 а.е., этот процесс занимает несколько миллионов лет по стандартным моделям. На 55 а.е. материал диска гораздо разреженнее, а орбитальные периоды гораздо длиннее; аккреция ядра предсказывает временные шкалы формирования, простирающиеся до десятков миллионов лет на таких расстояниях.

Elias 2-24 b возрастом менее миллиона лет не вписывается в эту картину. Альтернатива — неустойчивость диска, при которой гравитационно нестабильная область диска коллапсирует непосредственно в планету за временной масштаб в тысячи лет — в принципе может породить такую молодую планету. Однако неустойчивость диска обычно формирует более массивные объекты, а граница между планетой массой Юпитера и коричневым карликом находится именно там, где предсказания наименее надёжны. Соавтор Алиса Цурло (Alice Zurlo) отметила, что теоретические модели «всё ещё с трудом надёжно предсказывают её массу, энтропию и ожидаемую светимость» для объекта на этой эволюционной стадии. Лукас Сьеса (Lucas Cieza), который был соруководителем проекта, высказался прямо: «Elias 2-24 b показывает нам, что даже наши лучшие модели формирования планет всё ещё упускают некоторые важные процессы».

Что остаётся неопределённым

Классификация планеты как гигантской планеты, а не коричневого карлика или сгустка диска, основывается на её орбитальном движении: команда отслеживала Elias 2-24 b в течение нескольких эпох на протяжении нескольких лет, подтвердив, что она гравитационно связана со звездой, а не является фоновым объектом. Её масса не была измерена напрямую. Текущие оценки основаны на светимости и эволюционных моделях — тех же моделях, которые, как предупреждает Цурло, ненадёжны для таких молодых объектов.

Какой механизм формирования её породил, остаётся открытым вопросом. Неустойчивость диска, необычно благоприятные условия, ускорившие аккрецию ядра, или какой-то процесс, который модели ещё не учли, — Elias 2-24 b пока не позволяет различить эти варианты. Одна из независимых неопределённостей — возраст самой звезды. Оценка «менее миллиона лет» привязана к принадлежности к облаку ρ Змееносца; если звезда находится на более старшем конце возрастного диапазона этой популяции, подтверждённый возраст планеты увеличивается пропорционально. Уточнение возраста звезды так же важно для этого результата, как и любые дальнейшие снимки самой планеты.

Частые вопросы об Elias 2-24 b

Каким был предыдущий рекорд самой молодой подтверждённой планеты? PDS 70 b, подтверждённая методом прямого изображения и опубликованная в 2018 году, удерживала планку на отметке примерно 5 миллионов лет. Elias 2-24 b побивает этот рекорд как минимум на 4 миллиона лет по текущим оценкам возраста.

Может ли планета сформироваться менее чем за миллион лет? При неустойчивости диска — когда область диска коллапсирует гравитационно, а не строится из маленького ядра — временные масштабы формирования в тысячи или десятки тысяч лет теоретически возможны. Произошло ли это именно в случае Elias 2-24 — центральный вопрос, который ставит открытие.

Что такое разрыв в протопланетном диске и почему это важно? Разрывы диска — это кольцеобразные прояснения в газе и пыли вокруг молодых звёзд, видимые на радиоснимках ALMA. Стандартная интерпретация состоит в том, что формирующаяся планета расчищает материал вдоль своей орбиты по мере роста. То, что Elias 2-24 b находится внутри разрыва в возрасте менее миллиона лет, является прямым доказательством этого процесса создания разрыва — ранее это выводилось из самих разрывов, но никогда не наблюдалось напрямую на таком раннем этапе жизни планеты.

Будет ли «Уэбб» наблюдать эту систему? Инструменты среднего инфракрасного диапазона космического телескопа «Джеймс Уэбб» подходят для измерения теплового излучения молодой планеты, всё ещё погружённой в материал диска. Облачный комплекс ρ Змееносца уже является приоритетной целью для науки о формировании планет; целенаправленные последующие наблюдения Elias 2-24 b с помощью JWST — естественный следующий шаг.

Команда Бернарди из Университета Диего Порталес планирует многоволновые последующие наблюдения для уточнения распределения спектральной энергии планеты. Это позволит наложить более жёсткие ограничения на её массу и провести прямое сравнение с моделями формирования — проверить, согласуется ли неустойчивость диска, аккреция ядра или что-то ещё с миром-гигантом на 55 а.е. в возрасте менее миллиона лет. Первоначальные данные с Кека были получены в 2018 году и подтверждены VLT и ALMA в последующие годы; статья вышла в The Astrophysical Journal Letters в сентябре 2026 года. Каким бы ни оказался результат, он либо закроет пробел в нашем понимании того, как формируются планеты, либо расширит его.

Ссылка: Bernardi et al., «Direct Imaging Confirmation of a Protoplanet Candidate in the Elias 2-24 Disk», The Astrophysical Journal Letters, 2026. DOI: 10.3847/2041-8213/ae9bb6

Теги: planet formation, protoplanetary disk, Andrea Bernardi, Elias 2-24 b, Keck Observatory, rho Ophiuchi

Похожее

Хаббл снял крупнейший планетный питомник — он в 40 раз шире Солнечной системы

Телескоп Уэбб измерил чёрную дыру возрастом 13 миллиардов лет — она возникла раньше своей галактики

LHS 1140 b стала первой скалистой планетой в зоне обитания с подтверждённой атмосферой

Телескопы Уэбб и Хаббл нашли меньше малых объектов в поясе Койпера, чем предсказывали модели

«Джеймс Уэбб» нашёл планету, где облака из камня появляются утром и исчезают к ночи

Разрыв в 1775 °C между рассветом и закатом одной экзопланеты — телескоп Джеймса Уэбба впервые объяснил почему