Обнаружен пушистый «зефирный» мир с невероятно низкой плотностью

An artist’s impression of a fluffy planet orbiting a red dwarf star.

Если верить исследованиям экзопланет, галактика Млечный Путь может быть чем-то вроде фантастической страны конфет.

Во-первых, были обнаружены экзопланеты с плотностью сахарной ваты. Астрономы говорят, что открыли мир, плотность которого сравнима с зефиром. Они говорят, что это самая пушистая экзопланета, открытая на сегодняшний день, вращающаяся вокруг красного карлика.

Это важно. Это означает, что можно найти миры со значительной газовой оболочкой, вращающиеся вблизи маленьких бурных карликовых звезд, которые, как ранее подозревали астрономы, могут лишить любые близко вращающиеся планеты значительной части их атмосфер.

Поскольку считается, что атмосферы существуют быть одной из ключевых планетарных характеристик, которые позволяют жизни формироваться и процветать, это будет иметь последствия для нашего понимания обитаемости планет, вращающихся вокруг красных карликов.

«Планеты-гиганты вокруг красных карликов традиционно «Считается, что ее трудно сформировать», — говорит планетолог Шабхэм Канодиа из Лаборатории Земли и планет Института Карнеги.

«До сих пор это рассматривалось только с небольшими выборками из доплеровских исследований, планеты-гиганты дальше от этих красных карликов. До сих пор у нас не было достаточно большой выборки планет, чтобы надежно находить близкие газовые планеты».

Красные карлики, безусловно, самый н многочисленные звезды Млечного Пути. Они очень маленькие, холодные и тусклые — настолько тусклые, что ни одну из них нельзя увидеть невооруженным глазом, несмотря на то, что они составляют около 73 процентов всех звезд Млечного Пути.

Поскольку они маленькие, они горят медленнее и менее горячие, чем такие звезды, как наше Солнце, а это означает, что они имеют значительно более длительный срок службы. Продолжительность жизни нашего Солнца оценивается примерно в 10 миллиардов лет. Ожидается, что красные карлики будут жить триллионы лет. Такое долголетие в сочетании с обилием красных карликов означает, что жизнь, если она где-то появится, может появиться на планете, вращающейся вокруг звезды красного карлика.

Но красные карлики могут быть очень, очень капризными. , также, хлещущие пространство вокруг них мощными вспышками, которые могут облучить и стерилизовать любые экзопланеты на близкой орбите и лишить их атмосферы. И поскольку эти звезды такие холодные, чтобы экзопланета имела температуру, благоприятную для жизни, какой мы ее знаем, эта планета должна находиться в пределах досягаемости вспышек. Итак, вы знаете, это проблема.

Но, возможно, это не так, как предполагает этот новый мир. Он называется TOI-3757b и представляет собой газовый гигант, вращающийся вокруг красного карлика в созвездии Возничего, примерно в 580 световых годах от нас.

TOI-3757b был обнаружен с помощью космического телескопа TESS, который находит экзопланеты. путем обнаружения регулярных провалов в свете, вызванных прохождением планеты перед звездой. Если вы знаете, насколько яркая звезда, то, сколько света заблокировано, скажет вам, насколько велика экзопланета. Из этого мы знаем, что TOI-3757b немного больше Юпитера.

Затем, чтобы получить массу экзопланеты, исследователи искали изменения в свете звезды, которые показывают гравитационное притяжение, оказываемое на нее экзопланета. Поскольку гравитация связана с массой, это дало нам массу около 85 масс Земли.

Юпитер, исходя из контекста, имеет массу около 318 масс Земли со средней плотностью 1,33 грамма на кубический сантиметр. Средняя плотность TOI-3757b составляет 0,27 грамма на кубический сантиметр. Это очень пушистая экзопланета — настолько пушистая, что непонятно, как она могла сформироваться так близко к своей звезде: она совершает один оборот за 3,43 дня.

Канодиа и его коллеги считают, что здесь могут быть задействованы два фактора. . Во-первых, газовые гиганты формируются со скальным ядром, вокруг которого скапливается газ, образуя плотную протяженную атмосферу. Поскольку в красном карлике мало тяжелых элементов по сравнению с другими красными карликами с газовыми гигантами, возможно, каменное ядро формировалось немного медленнее, что задержало накопление газа и повлияло на плотность мира.

Во-вторых, орбита кажется слегка овальной, а значит, ее расстояние от звезды меняется. Возможно, когда он приближается, атмосфера нагревается и расширяется.

Другие астрономы предположили, что пухлые экзопланеты могут иметь расширенные системы колец, такие как Сатурн; но Канодиа и другие исследователи обнаружили, что TOI-3757b находится слишком близко к своей звезде, чтобы поддерживать стабильную систему колец. Так что, вероятно, это просто очень раздутая атмосфера.

Команда надеется найти и изучить другие подобные зефирные миры, чтобы помочь понять, как они формируются и выживают в месте, где должно быть трудно им это сделать.

«Обнаружение большего количества таких систем с планетами-гигантами, которые когда-то считались чрезвычайно редкими вокруг красных карликов, является частью нашей цели понять, как формируются планеты», — говорит Канодиа.

Мы надеемся, что у них достаточно сладких закусок.

Исследование команды опубликовано в The Astronomical Journal.