Странные «супер-пухлые» планеты, могут быть не тем, о чем мы думали

По мере того, как мы обнаруживаем все больше и больше экзопланет в Млечном Пути – они уже исчисляются тысячами, — астрономы обнаруживают некоторые странные объекты, которых нет в Солнечной системе.

Одним из таких явлений являются странно «пушистые» планеты — размером с газовый гигант, но гораздо менее массивные.

Как именно могут существовать эти планеты, было загадкой для астрономов. В крайних случаях масса такой планеты может составлять менее одного процента от массы газового гиганта аналогичного размера.

Теперь исследователи придумали новое объяснение: что, если они на самом деле являются меньшими планетами с гигантскими кольцами?

Это может решить некоторые странные аспекты таких планет, а также помочь нам найти особенность, которая до сих пор оказалась неуловимой на экзопланетах: планетарные кольца.

«В принципе, кольца должны быть обнаружены по детальным фотометрическим или спектроскопическим изменениям транзитов. Трудность заключается в том, что такие сигналы неуловимы и их трудно различить в текущих данных», — пишут исследователи в своей статье.

«Очевидно, что мы еще многое не знаем о кольцах экзопланет».

Супер-пухлые экзопланеты обнаруживаются с помощью метода транзита. Именно здесь телескоп изучает звезду с течением времени в поисках регулярных провалов в свете звезды. Если провалы происходят на одинаковой глубине и одинаковом промежутке времени между ними, можно сделать вывод — экзопланета.

Количество света, которое пропускает звезда, может затем использоваться для расчета физического размера указанной экзопланеты. Еще один метод может быть использован для расчета массы экзопланеты — когда планеты вращаются вокруг своих звезд, они фактически оказывают свое собственное гравитационное влияние, заставляя звезду слегка покачиваться. Количество этой покачивания определяется массой планеты.

Поскольку у многих планет Солнечной системы есть кольца, очевидно, что и многие экзопланеты обладают ими. Но мы обычно смотрим на эти объекты на расстоянии многих световых лет, и большую часть времени не можем видеть планеты напрямую — поэтому обнаружение колец кажется невозможным. Или нет?

«Мы начали задаваться вопросом, если бы вы оглянулись на нас из далекого мира, узнаете ли вы Сатурн как планету с кольцами или это будет пухлая планета для инопланетного астронома?» спрашивает Шреяса Виссапрагада из Калтеха.

В качестве следующего шага астрономы обратились к моделированию, чтобы выяснить, могут ли кольца объяснить размер известных супер-пухлых планет. Ответ был да, для некоторых из них. Но не всех.

«Эти планеты, как правило, движутся по орбите в непосредственной близости от своих звезд, а это означает, что кольца должны быть скорее каменистыми, чем ледяными», — сказал Пиро. «Но радиусы скалистых колец могут быть такими большими, если только камень не очень пористый, поэтому не каждая планета будет соответствовать этим ограничениям».

Планета должна быть сплющена до более овальной формы, чтобы кольца не деформировались; Сатурн является самой плоской планетой в Солнечной системе из-за своей высокой скорости вращения. Экзопланеты, которые приливно привязаны к своей звезде — то есть их вращение имеет тот же период, что и их орбита — могут вращаться слишком медленно, чтобы создать эту форму.

Учитывая эти ограничения, некоторые экзопланеты, оказались хорошими кандидатами на наличие колец. Kepler 87c и Kepler 117c больше, чем Нептун, но с массами всего в 6,4 и 7,5 раз больше массы Земли, соответственно, что делает их действительно низко плотными.

«Подтверждение присутствия каменистых колец в некоторых случаях будет не только удивительным новым открытием, но и даст важную информацию об этих планетах», — написали ученые в своей статье.

Исследование было опубликовано в Астрономическом журнале.

Источники: Фото: Robin Dienel/Carnegie Institution for Science