Во Вселенной газовые гиганты могли образоваться «легче», чем считалось ранее, предполагает исследование, посвященное WASP-107b. Вы найдете эту планету «сахарная вата», названную так из-за ее низкой плотности, примерно в 211 световых годах от Земли.
Солнечная система состоит из множества разнообразных и непохожих друг на друга планет. Вы найдете каменные миры, такие как Венера, Меркурий, Марс, Земля или даже газовые гиганты, такие как Юпитер и Сатурн, и ледяные гиганты, такие как Нептун или Уран. Наконец, наше дорогое Солнце также является домом для некоторых карликовых планет, таких как Плутон или Церера. Но как бы неоднородна ни была численность нашей системы, один тип планеты не представлен. Их называют «Super-Puffs», или планетами «сахарная вата».
Эти миры, для которых характерна очень низкая плотность, очень редко встречаются во Вселенной. WASP-107b, вращающийся вокруг оранжевой карликовой звезды в 211 световых годах от Земли в направлении созвездия Девы, является одним из них. Обнаруженная в 2017 году эта странная планета только что стала предметом более глубокого анализа. Эта работа опубликована в «Астрономическом журнале».
0,13 грамма на кубический сантиметр
В этом исследовании астрофизик Каролина Пьяуле и ее команда из Монреальского университета опирались на четыре года наблюдений в обсерватории Кека (Гавайи) для измерения движения звезды в ответ на гравитационное перетягивание экзопланеты на орбите. Таким образом, они смогли уточнить оценки его массы. Результат: WASP-107b немного меньше Юпитера, но его масса на 10% меньше, чем у Юпитера, что дает плотность всего 0.13 грамма на кубический сантиметр.
Используя эти новые расчеты, команда провела подробный анализ структуры WASP-107b. К своему удивлению, они обнаружили, что твердое ядро экзопланеты не может превышать массу Земли примерно в 4,6 раза. Это означает, что более 85% массы экзопланеты находится в ее набухшей атмосфере.
Кроме того, мы знаем, что эта планета движется очень близко к своей родительской звезде, завершая круг всего за 5,7 дня. В результате на поверхности, естественно, очень жарко: 462 градуса Цельсия, но, что более важно, ее атмосфера начинает испаряться.
Возникает вопрос: «Как могла образоваться планета с такой низкой плотностью? И как он до сих пор удерживает свой огромный слой газа от утечки, особенно учитывая близость планеты к своей звезде?», — задается вопросом астрофизик.
Авторские впечатления от WASP-107b.
Мигрирующая планета
До сих пор наше понимание образования газовых гигантов основывалось в первую очередь на тех, которые нам легче всего изучить: Сатурне и Юпитере.
У них обоих ядра по меньшей мере в десять раз массивнее земных, поэтому астрономы считали, что такое массивное ядро является необходимым условием для образования газовой оболочки. То есть мы считали, что такая масса необходима на уровне ядра, чтобы вызвать достаточную аккрецию материи, прежде чем протопланетный диск новорожденной звезды будет полностью лишен ее. Однако WASP-107b показывает другой путь образования.
«Для WASP-107b наиболее вероятным сценарием является то, что планета образовалась далеко от звезды, где газ в диске был достаточно холодным, чтобы газовая аккреция могла происходить очень быстро», — предполагает Ева Ли, соавтор исследования. «Планета могла бы затем мигрировать в свое текущее положение, либо через взаимодействие с диском, либо с другими планетами в системе».
Во время своих наблюдений исследователи также выявили присутствие второй экзопланеты — WASP-107c — которая эволюционирует намного дальше от своей звезды, совершая оборот вокруг свой звезды за 1088 суток. Эта орбита также чрезвычайно эксцентрична или имеет овальную форму, что предполагает гравитационное взаимодействие с другим телом. В данном случае это будет WASP-107b.
Исследователи планируют продолжить работу над WASP-107b с более чувствительными инструментами в будущем, такими как телескоп Джеймса Уэбба, чтобы лучше понять механизмы формирования планет.
Источник:
