WASP-107b уже была одной из самых странных из когда-либо обнаруженных экзопланет с невероятно низкой массой для своего размера, придававшей ей плотность сахарной ваты. При ближайшем рассмотрении астрономы обнаружили, что его плотность даже ниже, чем считалось ранее, что противоречит нашему нынешнему пониманию того, как вообще образуются газовые гиганты.
Обнаруженная в 2017 году, WASP-107b находится на расстоянии 212 световых лет от нас в созвездии Девы. Она вращается очень близко к своей звезде-хозяину, совершая круг каждые 5,7 дней. Она примерно такой же большая, как Юпитер, но имеет только одну десятую его массы, что делает ее одной из известных нам планет с наименьшей плотностью.
В новом исследовании астрономы более внимательно изучили WASP-107b и обнаружили, что эта экзопланета еще более странная, чем мы думали. Команда провела анализ ее наиболее вероятной внутренней структуры и обнаружила, что твердое ядро планеты должно иметь массу не более четырех земных.
Это может показаться большим, но для сравнения, по оценкам, ядро Юпитера в 25 раз превышает массу Земли. Команда подсчитала, что подавляющая часть массы WASP-107b - более 85 процентов - содержится в его газообразной атмосфере, что намного больше, чем обычно. Например, атмосфера Нептуна составляет только до 15 процентов его массы.
Изображение художника от экзопланеты "Супер-Нептун". Фото: David A. Aguilar (CfA)
Странность может показаться не более чем игрой в числа, но на самом деле она имеет довольно серьезные последствия. Наши текущие модели формирования планет газовых гигантов предполагают, что они должны начинаться с твердого ядра массой не менее 10 масс Земли, которое притягивает газ из протопланетного диска, окружающего молодые звезды.
«У нас было много вопросов о WASP-107b», - говорит Кэролайн Пиауле, ведущий автор исследования. - «Как могла сформироваться планета с такой низкой плотностью? И как она удерживала свой огромный слой газа от утечки, особенно учитывая близость планеты к своей звезде? Это побудило нас провести тщательный анализ, чтобы определить историю ее формирования».
Открытие исследователей предполагает, что газовые гиганты образуются легче, чем считалось ранее, но у команды есть несколько гипотез о том, как именно возник в частности этот гигант.
«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», - говорит Эва Ли, автор исследования. «Позже планета могла переместиться в свое текущее положение либо посредством взаимодействия с диском, либо с другими планетами в системе».
И команда, возможно, нашла другие доказательства в поддержку последней части этой идеи. Их наблюдения выявили ранее неизвестную планету в системе, которая теперь называется WASP-107c. Этот новичок намного массивнее своего собрата из сахарной ваты, в нем содержится около трети массы Юпитера, и он обращается вокруг звезды раз в три (земных) года. Но явная улика может находиться в ее весьма эксцентричной орбите.
«Экзопланета WASP-107c в некоторых отношениях сохранила память о том, что происходило в ее системе», - говорит Пиауле. «Ее большой эксцентриситет намекает на довольно хаотическое прошлое, с взаимодействиями между планетами, которые могли привести к значительным смещениям, таким как предполагаемое для WASP-107b».
Система WASP-107, несомненно, станет предметом будущих наблюдений, и команда говорит, что предстоящий космический телескоп Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на октябрь этого года, может помочь пролить свет на нее.
Исследование было опубликовано в Astronomical Journal.
Источник: New Atlas / University of Montreal
