Обнаружена массивная планета, похожая на облако, такая же пушистая, как сладкая вата

An artist’s impression of a puffy cotton-candy world.

Галактика может давать странные повороты, но экзопланета, обнаруженная на расстоянии 1232 световых года от нас, является одной из самых странных.

Это WASP-193b, и хотя она почти на 50 процентов больше Юпитера, она настолько легкая и пушистая, что ее общая плотность сравнима с плотностью сахарной ваты. Это всего лишь волосок, превышающий 1 процент от плотности Земли. Это абсолютный шарик из одуванчика… если бы шарик из одуванчика мог быть планетой.

Хотя экзопланеты, подобные WASP-193b, встречаются редко, они могут помочь нам лучше понять планетарную эволюцию, по мнению международной группы под руководством астронома Халида Баркауи из Льежского университета в Бельгии.

Документ, описывающий открытие, принят к публикации и доступен на сервере препринтов. arXiv.

Впечатление художника от одутловатого мира. (NASA, ESA, CSA, J. Olmsted/STScI)

Наблюдение за всеми странными и удивительными мирами, которые существуют, не только позволяет нам контекстуализировать нашу Солнечную систему, но и дает представление о том, как формируются и развиваются планетарные системы.

Газовые гиганты, расположенные близко к своим звездам, являются отличным инструментом для этого, потому что наше понимание формирования планет означает, что они должны были сформироваться где-то еще и мигрировать внутрь. Кроме того, излучение звезды также означает, что многие из этих миров сжимаются.

WASP-193b — экзопланета, вращающаяся вокруг похожей на Солнце звезды WASP-193. Эта звезда примерно в 1,1 раза больше по массе и в 1,2 раза больше по радиусу Солнца и очень близка к Солнцу по температуре и возрасту. Но WASP-193b вращается вокруг своей звезды гораздо ближе, чем любая из планет Солнечной системы: он совершает один оборот каждые 6,25 дня.

Изучение того, как меняется свет звезды, когда экзопланета вращается вокруг нее, позволило Баркауи и его коллегам рассчитать радиус и массу мира. Его радиус примерно в 1,46 раза больше радиуса Юпитера. Но ее масса по сравнению с ней невероятно мала: всего в 0,139 раза больше, чем у Юпитера.

Исходя из этих свойств, исследователи вычислили плотность экзопланеты: 0,059 грамма на кубический сантиметр. Для сравнения, плотность Земли составляет 5,51 грамма на кубический сантиметр. Плотность Юпитера составляет 1,33 грамма на кубический сантиметр, что логично — на нем много облаков. Сахарная вата имеет плотность 0,05 грамма на кубический сантиметр.

Анимация, показывающая, как измеряется радиальная скорость — один из способов, которым планета может влиять на свет своей звезды. (Алиса Обертас/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0)

Найдено очень мало других миров с сопоставимой плотностью, но они дают некоторые подсказки относительно того, как такие пушистые миры могут существовать. Непосредственная близость к звезде может нагревать атмосферу, раздувать ее, особенно если эта атмосфера состоит преимущественно из водорода и гелия.

Но такой мир будет выглядеть как WASP-193b только в течение нескольких десятков миллионов лет или около того, когда звезда моложе и горячее; кроме того, тепло и ветер звезды могут довольно быстро лишить такую разреженную атмосферу.

Поэтому это создает некоторые проблемы. Считается, что звезде до 6 миллиардов лет; хотя может существовать какой-то механизм внутреннего нагревания атмосферы WASP-193b, наблюдаемые свойства экзопланеты не могут быть воссозданы с помощью сложных моделей планетарной эволюции.

Хорошая новость заключается в том, что WASP-193b представляет собой отличного кандидата для последующих исследований, чтобы увидеть, из чего состоит ее атмосфера. Это одна из задач, для которых был разработан космический телескоп Джеймса Уэбба; По словам команды, всего одно транзитное наблюдение может дать понимание, объясняющее, как такой странный, пушистый, старый мир может существовать во Вселенной.

Исследование команды было принято к публикации и доступно на arXiv.