«Необычная» экзопланета, похоже, уменьшилась, и мы не знаем, как это сделать

Недавно открытая экзопланета поставила астрономов перед интересной проблемой.

Она называется TOI-332b, и ее физические свойства и орбитальное расстояние от звезды сложно объяснить с помощью современной теории формирования планет. Поскольку на данный момент в Млечном Пути обнаружено так мало экзопланет такого типа, это могло бы пролить некоторый свет на то, почему быстро вращающиеся миры размером с Нептун кажутся такими редкими.

«Мы представляем здесь обнаружение и характеристику TOI-332b, планета с ультракоротким периодом существования и необычайно высокой плотностью, расположенная глубоко в нептуновой пустыне», — пишет команда под руководством астрофизика Ареса Осборна из Уорикского университета в Великобритании в препринте, доступном на arXiv.

«TOI-332b — это очень интересное дополнение к нашим текущим открытиям в Нептуновой пустыне и тематическое исследование для проверки теории формирования планет».

На сегодняшний день человечество обнаружило и подтвердило более 5500 экзопланет (это внесолнечные планеты). планеты, миры за пределами Солнечной системы), и мы видим появление некоторых интересных закономерностей.

Некоторые свойства экзопланет, такие как радиус или расстояние от звезды, относительно распространены; некоторые, однако, гораздо более скудны. Выяснение того, почему мы обнаружили много-много одних типов миров и так мало других, может стать ключом к пониманию того, как формируются и развиваются планетные системы.

Одна из областей дефицита известна как Нептуновая пустыня. Мы обнаружили поразительно мало экзопланет размером с Нептун, вращающихся близко к своим звездам. На самом деле, как отмечают Осборн и их коллеги, в промежутке находится всего лишь горстка экзопланет.

Недавно обнаруженный TOI-332b, вращающийся вокруг звезды оранжевого карлика на расстоянии 727 световых лет от нас, соответствует прямо внутри него. Измерения воздействия, которое он оказывает на свет своей родительской звезды, показывают, что его радиус в 3,2 раза больше радиуса Земли (Нептун составляет 3,88 земного радиуса), и он вращается вокруг звезды каждые 18,72 часа.

Само по себе эти свойства могли бы сделать ТОИ-332б объект интереса, но есть и другое. Гравитационное воздействие на звезду-хозяина позволило Осборну и его команде измерить массу экзопланеты. Его масса составляет 57,2 массы Земли. Масса Нептуна составляет 17,15 земной массы.

Это означает, что TOI-332b имеет колоссальную плотность 9,6 грамма на кубический сантиметр. Это одна из самых плотных масс экзопланеты Нептуна, когда-либо обнаруженных. Сам Нептун имеет плотность 1,64 грамма на кубический сантиметр. Земной весит 5,51 грамма. TOI-332b в среднем плотнее железа.

Моделирование показывает, что экзопланета имеет огромное плотное железное ядро ​​со каменистой мантией и тонкой атмосферой из водорода и гелия. Но для ядра такого размера, как предполагалось для TOI-332b, ожидается большая, толстая и протяженная атмосфера, подобная Юпитеру.

Это поднимает очень интересный вопрос: куда делась атмосфера TOI-332b?

В мире, расположенном близко к звезде, процессы фотоиспарения – когда экстремальное излучение звезды заставляет атмосферу испаряться и утекать – должно произойти. Но фотоиспарение само по себе не может объяснить потерю атмосферы такого размера. Фактически, это не может объяснить большую часть этого.

Другие процессы включают планетарную миграцию, которая привела бы к разрушению атмосферы по мере того, как экзопланета перемещалась с большего расстояния к своей звезде, и последующее нагревание от звезды. внутри из-за гравитационных изменений на орбите экзопланеты.

Возможно также, что гигантский удар с другим объектом размером с планету мог разрушить большую часть атмосферы TOI-332b. Или у TOI-332b просто никогда не было атмосферы.

В любом случае, его нужно будет изучить повнимательнее чтобы выяснить, почему TOI-332b такой, какой он есть.

«Эта необычная планета проверяет то, что мы сейчас понимаем о формировании планет; как такое гигантское ядро ​​существует без газовой оболочки, остается вопросом без ответа», — говорит пишут исследователи.

«Необходимы дальнейшие наблюдения, чтобы потенциально разобраться в истории формирования TOI-332b и текущих характеристиках».

Результаты исследования были включены в Ежемесячные уведомления Королевского общества Астрономического общества и доступен на arXiv.