Астрономы запустили новую программу ATREIDES, чтобы изучить загадочную «пустыню» в космосе. Однако, в отличие от песков планеты Арракис, покорённых Полом Атрейдесом в «Дюне» Фрэнка Герберта, эта пустыня представляет собой область, где почти отсутствуют планеты массой до 20 земных, обращающиеся близко к своим звёздам. Такие миры учёные называют «горячими Нептунами».

Первыми объектами исследования ATREIDES стали две планеты в системе TOI-421, расположенной в 244 световых годах от Земли. Их необычно наклонённые орбиты указывают на бурное прошлое системы, которое может пролить свет на редкость «горячих Нептунов» во Вселенной.

«Сложная структура так называемой Нептунианской пустыни даёт уникальное понимание процессов формирования и эволюции планетных систем», — заявил руководитель программы ATREIDES Венсан Буррье из Женевского университета (UNIGE).

Двойная загадка TOI-421

TOI-421 b, суб-Нептун массой в 7 земных, раскалён до 900°C, вращаясь всего в 6% от расстояния Земля-Солнце. Его сосед, TOI-421 c (14 масс Земли), находится в зоне «саванны» — переходной области между «пустыней» и «хребтом Нептуна», где плотность планет резко возрастает.

«Чтобы понять, почему такие миры редкость, мы изучаем механизмы их миграции», — объясняет Буррье. — «Некоторые планеты медленно дрейфуют в протопланетных дисках, сохраняя ровные орбиты, как в Солнечной системе. Другие вытягиваются в хаотичных гравитационных взаимодействиях, приобретая экстремальный наклон».

Карта «пустыни» и за её пределами

За последнее десятилетие астрономы обнаружили, что за пределами «Нептунианской пустыни» (на удалении 0,1-0,2 а.е. от звезды) начинается «саванна» с умеренными температурами, заполненная Нептуноподобными мирами. Ещё дальше находится «хребет» — область с аномально высокой плотностью гигантов.

Программа ATREIDES использует спектрографы ESPRESSO и HARPS для измерения наклона орбит через эффект Россетра-Маклафлина. Данные по TOI-421 уже подтвердили: её планеты имеютзначительный орбитальный наклон, что указывает на миграцию второго типа.

Хотя TOI-421 — лишь первая глава в исследовании, учёные уверены: каждый новый горячий Нептун принесёт уникальные данные. «Вселенная готовит новые сюрпризы, которые перевернут наши теории», — заключает Буррье.

Исследование опубликовано 16 сентября в журнале Astronomy & Astrophysics. В ближайшие годы программа ATREIDES планирует изучить ещё 15 систем, чтобы окончательно разгадать тайну космической пустыни.

Для понимания терминов:

• K-тип (оранжевый карлик) — звёзды меньше Солнца с температурой 3900-5200 K, отличающиеся стабильностью.
• Высокоэксцентричная миграция — процесс, при котором планета переходит на близкую к звезде орбиту по вытянутой траектории, часто из-за взаимодействия с другими телами.