Эта чрезвычайно «пушистая» экзопланета меняет наше понимание планетарного образования
Одна из самых низкоплотных экзопланет, которые мы когда-либо находили в галактике Млечный Путь, бросает вызов нашему пониманию того, как формируются планеты-гиганты.
Она называется WASP-107b и вращается вокруг оранжевой карликовой звезды на расстоянии 211 световых лет от нас, и она уже была известна как одна из экзопланет с самой низкой плотностью, о ее открытии было объявлено в 2017 году.
Это означает, что его ядро менее массивно, чем предполагалось изначально, и это открытие может иметь довольно большое значение для исследования экзопланет в целом.
«В этой работе рассматриваются самые основы того, как планеты-гиганты могут формироваться и расти», — сказал астрофизик Бьорн Беннеке из Монреальского университета в Канаде.
«Это является конкретным доказательством того, что массивная аккреция газовой оболочки может быть запущена для ядер, которые менее массивны, чем считалось ранее».
Такие планеты с низкой плотностью очень редки и необычны. Они размером с газовые гиганты, но их плотность намного, намного ниже. WASP-107b лишь немного меньше Юпитера, но ее масса меньше 10 процентов от массы Юпитера, в результате чего плотность составляет всего 0,13 грамма на кубический сантиметр.
Экзопланета также находится в опасной близости от своей звезды-хозяина. Ее орбитальный период составляет всего 5,7 дней, что настолько близко, что температура составляет 736 Кельвинов (462 градуса по Цельсию или 865 градусов по Фаренгейту), а атмосфера быстро испаряется.
Новое исследование, проведенное физиком Кэролайн Пиаулет из Монреальского университета, впервые позволило уточнить массу WASP-107b, используя четырехлетние наблюдения, проведенные обсерваторией Кека, чтобы измерить, насколько звезда двигалась в ответ на гравитационный буксир орбитальной экзопланеты.
Затем, используя новые расчеты, команда провела подробный анализ структуры WASP-107b. К своему большому удивлению они обнаружили, что более 85 процентов массы экзопланеты находится в ее атмосфере.
Само по себе это не так уж и странно; Считается, что ядро Юпитера составляет от 5 до 15 процентов массы планеты. Но Юпитер в целом массивнее, а значит, и его ядро массивнее. Юпитер также находится намного дальше от своей звезды.
«Как могла образоваться планета с такой низкой плотностью? И как она удерживает свой уровень газа от утечки, особенно учитывая близость планеты к своей звезде?».
До сих пор наше понимание образования газовых гигантов основывалось главным образом на тех, которые нам легче всего изучить: Сатурн и Юпитер.
У них массивные ядра, которые в 10 раз превышают массу Земли, поэтому астрономы думали, что такое массивное ядро обязательно для образования газовых гигантов. Это обеспечит массу, прежде чем запускать неконтролируемую аккрецию и быстрое накопление как можно большего количества газа и пыли.
«Для WASP-107b наиболее вероятным сценарием является то, что планета образовалась далеко от звезды, где газ в диске достаточно холодный, чтобы газовая аккреция могла происходить очень быстро», — сказала астроном Ива Ли из Университета Макгилла в Канаде.
«Позже планета смогла переместиться в свое текущее положение либо за счет взаимодействия с диском, либо с другими планетами в системе».
Это может сделать ее отличной экзопланетой для изучения того, насколько большим должно быть ядро, чтобы вызвать образование газовых гигантов. Команда планирует повторно наблюдать WASP-107b с более чувствительными приборами, чтобы помочь разгадать эту тайну.
«Экзопланеты, подобные WASP-107b, не имеющие аналогов в нашей Солнечной системе, позволяют нам лучше понять механизмы формирования планет в целом и возникающее в результате разнообразие экзопланет», — сказал Пиауле.
Исследование опубликовано в The Astronomical Journal.
Источники: Фото: (ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser)
