LHS 1903: планетарная система с «обратным» порядком

Астрономы обнаружили причудливую планетарную систему, устроенную «наизнанку», вокруг звезды LHS 1903, которая бросает вызов фундаментальным законам формирования миров. В отличие от нашей Солнечной системы, где каменистые планеты расположены вблизи Солнца, а газовые гиганты — дальше, в этой системе каменистый мир вращается за пределами своих газообразных соседей. Это открытие, объявленное 12 февраля 2026 года международной группой исследователей, позволяет предположить, что эволюция планет может идти по ранее неизвестному науке последовательному пути «изнутри наружу».

Чем планетный порядок в системе LHS 1903 отличается от Солнечной системы?

Планетный порядок в LHS 1903 характеризуется архитектурой «наизнанку», состоящей из каменистой внутренней планеты, за которой следуют два газовых гиганта, и, наконец, еще одна каменистая планета на самой внешней орбите. Это противоречит стандартной модели Солнечной системы, где планеты земного типа, такие как Земля, находятся близко к Солнцу, в то время как газовые гиганты, такие как Юпитер, располагаются в более холодных внешних областях. В системе LHS 1903 наличие небольшого плотного мира за пределами газовых гигантов нарушает традиционный градиент «каменистые внутри, газовые снаружи».

Наше нынешнее понимание планетарной архитектуры в значительной степени основано на составе нашего собственного «соседства». В Солнечной системе четыре ближайшие к Солнцу планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс — небольшие и каменистые, потому что звездное излучение препятствовало накоплению легких газов вблизи звезды. Дальше, за пределами «снеговой линии», температура была достаточно низкой, чтобы газовые гиганты, такие как Юпитер и Сатурн, могли собрать массивные атмосферы. LHS 1903, красный карлик, расположенный в толстом диске Млечного Пути, полностью разрушает этот шаблон, являясь хозяином четвертой каменистой планеты в дальних пределах системы, где обычно доминируют газовые гиганты.

Открытие было сделано под руководством Thomas Wilson, планетарного астрофизика из University of Warwick. Thomas Wilson и его команда первоначально идентифицировали три планеты вокруг красного карлика, которые, казалось, следовали ожидаемому порядку: один каменистый мир, за которым следовали два газообразных. Однако дальнейшее изучение данных со спутника CHEOPS (Characterising Exoplanet Satellite) Европейского космического агентства выявило скрытого четвертого участника. Эта самая внешняя планета, получившая обозначение LHS 1903 e, представляет собой небольшой каменистый мир, существующий там, где ученые ожидали найти либо пустоту, либо ледяного гиганта.

Почему внешняя планета в системе LHS 1903 каменистая, а не газовая?

Внешняя планета в LHS 1903 является каменистой, потому что она, вероятно, сформировалась в «среде с дефицитом газа» после того, как внутренние планеты уже поглотили доступный водород и гелий в протопланетном диске. По словам ведущего автора Thomas Wilson, это свидетельствует о том, что планеты формировались поочередно, а не одновременно. К тому времени, когда четвертая планета начала слипаться, в системе закончился газ, необходимый для создания мощной атмосферы, в результате чего остался только твердый материал для формирования каменистого ядра.

Стандартная теория протопланетного диска постулирует, что планеты формируются одновременно из массивного кольца пыли и газа. По мере того как пылинки слипаются в планетезимали, они со временем вырастают в ядра. Если ядро вырастает достаточно большим, пока газа все еще много, это запускает процесс безудержной аккреции, и планета становится газовым гигантом. В случае с LHS 1903 исследователи предлагают сценарий последовательного формирования. Этот процесс «изнутри наружу» подразумевает, что внутренние планеты были «жадными до газа», очистив диск от легких элементов до того, как самая внешняя планета смогла достичь финальных стадий роста.

Это открытие дает первое конкретное доказательство формирования планет в условиях, когда газ был преждевременно исчерпан. «Каменистые планеты обычно не формируются так далеко от своей родной звезды», — отметил Thomas Wilson в заявлении, опубликованном в журнале Science. Существование LHS 1903 e доказывает, что небольшие каменистые миры могут появляться в холодных внешних пределах системы, если время рассеивания диска выбрано правильно. Это бросает вызов теории «снеговой линии», которая предполагает, что расстояние от звезды является определяющим фактором того, будет ли планета газообразной или каменистой.

Какую роль в этом открытии сыграл спутник CHEOPS?

Спутник CHEOPS Европейского космического агентства обеспечил высокоточную транзитную фотометрию, необходимую для обнаружения незначительного падения яркости, вызванного прохождением внешней каменистой планеты перед LHS 1903. В то время как другие телескопы идентифицировали три внутренние планеты, CHEOPS позволил астрономам с исключительной точностью рассчитать плотность и размер четвертой планеты. Эти измерения подтвердили, что планета является плотным каменистым телом, а не газовым миром с низкой плотностью, что и выявило природу системы «наизнанку».

Миссия CHEOPS специально разработана для характеристики известных экзопланет путем измерения их размеров с беспрецедентной детализацией. Наблюдая за кривыми блеска LHS 1903, спутник позволил международной группе исключить наличие толстой водородно-гелиевой оболочки у самого дальнего мира. Такой уровень точности жизненно важен для разграничения «суперземель» (каменистых) и «мини-нептунов» (газовых), которые часто могут выглядеть одинаково в данных с более низким разрешением от других обзоров, таких как TESS от NASA.

Использование CHEOPS подчеркивает важность целевых последующих наблюдений в современной астрономии. Как пояснила Isabel Rebollido, исследователь планетарных дисков в Европейском космическом агентстве, наши теории формирования планет исторически были предвзяты из-за примера Солнечной системы. «По мере того как мы видим все больше и больше различных систем экзопланет, мы начинаем пересматривать эти теории», — заявила Isabel Rebollido. Данные CHEOPS послужили решающим аргументом, который заставил исследователей выйти за рамки моделей одновременного формирования и рассмотреть более сложные, поэтапные пути эволюции.

Значение для будущего астрономии и эволюции планет

Открытие системы LHS 1903 требует значительного пересмотра учебников по планетарному формированию. Если планеты могут формироваться последовательно в средах с дефицитом газа, разнообразие планетарных архитектур в Млечном Пути может быть гораздо большим, чем представлялось ранее. Это имеет глубокие последствия для нашего понимания систем М-карликов, которые являются наиболее распространенным типом звезд в нашей галактике и частыми целями в поиске обитаемых зон.

Будущие исследования, вероятно, сосредоточатся на том, является ли такой порядок «наизнанку» редкой аномалией или обычным побочным продуктом эволюции красных карликов. Поскольку красные карлики, такие как LHS 1903, холоднее и меньше Солнца, их протопланетные диски ведут себя иначе, потенциально допуская сценарии истощения газа, описанные командой Thomas Wilson. Сейчас астрономы планируют использовать космический телескоп James Webb Space Telescope (JWST) для анализа атмосферы — или ее отсутствия — на LHS 1903 e, чтобы подтвердить, остались ли какие-либо следы газов со времен ее формирования.

Поскольку мы продолжаем каталогизировать более 6000 экзопланет, обнаруженных с 1990-х годов, такие системы, как LHS 1903, служат напоминанием о том, что Вселенная не связана конкретными правилами, наблюдаемыми в нашем «заднем дворе». Переход от жесткой схемы «каменистые внутри, газовые снаружи» к более гибкому пониманию орбитальной архитектуры поможет ученым лучше предсказывать, где могут скрываться миры, подобные Земле. Поиск жизни за пределами нашей Солнечной системы зависит от точного моделирования этих «причудливых» систем, которые не соответствуют нашим первоначальным ожиданиям.

Заметка о космической погоде: видимость полярного сияния

В дополнение к этим открытиям в дальнем космосе, наблюдатели на Земле на этой неделе могут увидеть собственное небесное шоу. Вслед за объявлением о LHS 1903 отчеты о космической погоде указывают на умеренную (G1) геомагнитную бурю с Kp-индексом 5. Ожидается, что эта активность сделает северное сияние видимым в нескольких северных регионах. Основные детали для наблюдения:

• Широта видимости: 56,3 градуса северной широты.
• Основные регионы обзора: Фэрбанкс (Аляска), Рейкьявик (Исландия), Тромсё (Норвегия), Стокгольм (Швеция) и Хельсинки (Финляндия).
• Советы по наблюдению: Для достижения наилучшего результата найдите темное место вдали от городских огней в период с 22:00 до 02:00 по местному времени и смотрите в сторону северного горизонта.