Загадка планеты-облака

Таинственная сверхлегкая планета размером с Юпитер, но обладающая в 10 раз меньшей массой, продолжает преподносить сюрпризы, ставя под сомнения многие теории.

Масса ядра гигантской экзопланеты WASP-107b намного ниже, чем считалось необходимым для создания огромной газовой оболочки, окружающей планеты-гиганты, такие как Юпитер и Сатурн , как выяснили астрономы из Университета Монреаля. Это интригующее открытие доктора Кэролайн Пиаулет из Института исследований экзопланет UdeM (iREx) предполагает, что планеты-газовые гиганты образуются намного легче, чем считалось ранее.

Пиауле является частью новаторской исследовательской группы профессора астрофизики UdeM Бьёрна Беннеке, которая в 2019 году объявила о первом обнаружении воды на экзопланете, расположенной в обитаемой зоне своей звезды. Опубликованный в Astronomical Journal  вместе с коллегами из Канады, США, Германии и Японии новый анализ внутренней структуры WASP-107b имеет большое значение.

Такой же большой, как Юпитер, но в 10 раз легче

WASP-107b был впервые обнаружен в 2017 году вокруг WASP-107, звезды примерно в 212 световых годах от Земли в созвездии Девы. Планета очень близка к своей звезде — более чем в 16 раз ближе, чем Земля к Солнцу. Размером с Юпитер, но в 10 раз легче, WASP-107b — одна из известных экзопланет с наименьшей плотностью: астрофизики назвали этот тип планет "super-puff" или "сахарной ватой".

Пиауле и ее команда впервые использовали наблюдения WASP-107b, полученные в обсерватории Кек на Гавайях, чтобы более точно оценить его массу. Они использовали метод лучевых скоростей, который позволяет ученым определять массу планеты, наблюдая колебательное движение ее звезды из-за гравитационного притяжения планеты. Они пришли к выводу, что масса WASP-107b составляет примерно одну десятую массы Юпитера, или примерно в 30 раз больше массы Земли.

Затем команда провела анализ, чтобы определить наиболее вероятную внутреннюю структуру планеты. Они пришли к удивительному выводу: при такой низкой плотности планета должна иметь твердое ядро, не более чем в четыре раза превышающее массу Земли. Это означает, что более 85 процентов его массы заключено в толстом слое газа, окружающем это ядро. Для сравнения, Нептун , который имеет массу, аналогичную WASP-107b, имеет только от 5 до 15 процентов своей общей массы в газовом слое.

Загадка планеты-облака

Планеты образуются в диске из пыли и газа, который окружает молодую звезду, называемую протопланетным диском. Классические модели образования планет-газовых гигантов основаны на Юпитере и Сатурне. В них твердое ядро, по крайней мере, в 10 раз массивнее Земли, необходимо для накопления большого количества газа до того, как диск рассеется.

Считалось, что без массивного ядра планеты-газы-гиганты не могут преодолеть критический порог, необходимый для создания и сохранения своих больших газовых оболочек. Как же тогда объяснить существование WASP-107b, у которого гораздо менее массивное ядро? Профессор Университета Макгилла и член iREx Ева Ли, всемирно известный эксперт по сверхмягким планетам, таким как WASP-107b, выдвигает несколько гипотез.

Для WASP-107b наиболее правдоподобным сценарием является то, что планета сформировалась далеко от звезды, где газ в диске достаточно холодный, чтобы газовая аккреция могла происходить очень быстро. Позже планета смогла переместиться в свое текущее положение либо посредством взаимодействия с диском, либо с другими планетами в системе.

Загадка планеты-облака

Наблюдения Кека за системой WASP-107 охватывают гораздо более длительный период времени, чем предыдущие исследования, что позволяет исследовательской группе под руководством UdeM сделать дополнительное открытие: существование второй планеты, WASP-107c, с массой около одна треть от Юпитера, что значительно больше, чем у WASP-107b.

WASP-107c также находится намного дальше от центральной звезды; на полный оборот вокруг него уходит три года по сравнению с 5,7 днями для WASP-107b. Также интересно: у этой второй планеты высокий эксцентриситет, то есть ее траектория вокруг звезды скорее овальная, чем круговая.

WASP-107c в некоторых отношениях сохранил память о том, что происходило в его системе. Его большой эксцентриситет намекает на довольно хаотическое прошлое, с взаимодействиями между планетами, которые могли привести к значительным смещениям, таким как предполагаемое для WASP-107b.

Помимо истории формирования, вокруг WASP-107b есть еще много загадок. Исследования атмосферы планеты с помощью космического телескопа Hubble, опубликованные в 2018 году, выявили один сюрприз: в ней очень мало метана. 

Читайте также

Как ученые на «Конкорде» устроили погоню за солнечным затмением и растянули семь минут до 74

Как ученые на «Конкорде» устроили погоню за солнечным затмением и растянули семь минут до 74

Японская установка тестирует магнитное торможение при входе космических аппаратов в атмосферу

Японская установка тестирует магнитное торможение при входе космических аппаратов в атмосферу

Физики ЦЕРН провели Малый Большой взрыв с помощью кислорода

Физики ЦЕРН провели Малый Большой взрыв с помощью кислорода

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Космические заводы для лекарств становятся реальнее благодаря дешевым запускам

Космические заводы для лекарств становятся реальнее благодаря дешевым запускам

Cloud-9 назвали лучшей кандидатурой на звание первой беззвездной галактики

Cloud-9 назвали лучшей кандидатурой на звание первой беззвездной галактики

NASA готовится запустить телескоп Nancy Grace Roman стоимостью 4 млрд. долларов

NASA готовится запустить телескоп Nancy Grace Roman стоимостью 4 млрд. долларов

Спасти не удалось: космический телескоп NASA Swift готовится к неконтролируемому падению на Землю

Спасти не удалось: космический телескоп NASA Swift готовится к неконтролируемому падению на Землю

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Минцифры разрешило мобильным операторам запустить связь 5G

Минцифры разрешило мобильным операторам запустить связь 5G

Ученые назвали бумажные стаканчики для кофе скрытым источником пластиковых наночастиц

Ученые назвали бумажные стаканчики для кофе скрытым источником пластиковых наночастиц

Предзаказы на робота-утку Microduck превысили $2,6 млн за один день

Предзаказы на робота-утку Microduck превысили $2,6 млн за один день

Физики впервые наблюдали оптический эффект Магнуса на одном ионе

Физики впервые наблюдали оптический эффект Магнуса на одном ионе