Распухший супернептун не вписался в теории формирования экзопланет

Распухший супернептун не вписался в теории формирования экзопланет

21 января 2022, 00:00

Астрономы при помощи наземных телескопов уточнили физические параметры супернептуна WASP-107b. Оказалось, что он обладает необычно массивной атмосферой, а средняя плотность экзопланеты в несколько раз меньше плотности воды. Это говорит о том, что астрономам придется пересмотреть теории образования экзопланет, в частности газовых гигантов. Статья опубликована в журнале The Astronomical Journal.

На сегодняшний день астрономам известно о существовании нескольких тысяч экзопланетных систем, что привело к возникновению ряда новых вопросов, касающихся процессов образования планет. Например, механизмы образования, эволюции и миграции горячих юпитеров и субнептунов плохо вписываются в текущие теории, которые изначально были разработаны исключительно на основе данных наблюдений за планетами Солнечной системы. Ученым интересно также разобраться с границей между ледяными и газовыми гигантами, для этих исследований нужны наблюдения за экзопланетами, массы которых находятся в промежутке между массами Нептуна и Сатурна.

Группа астрономов во главе с Кэролайн Пиаулет (Caroline Piaulet) из Института исследований экзопланет в Монреале опубликовала результаты анализа данных спектроскопических наблюдений за экзопланетой WASP-107b при помощи инструмента CORALIE, установленного на телескопе Леонарда Эйлера и HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer), установленного на телескопе обсерватории Кека.

WASP-107b находится в системе оранжевого карлика, расположенного на расстоянии 208 световых лет от Земли в созвездии Девы. Экзопланета находится на расстоянии 0,06 астрономической единицы от своей звезды и совершает один оборот вокруг нее за почти шесть дней. Ранние наблюдения за ней помогли выявить гелий в ее атмосфере, а также определить, что экзопланета может относиться к супернептунам.

Ученым удалось переопределить массу экзопланеты, которая составила 30,5±1,7 масс Земли (или 1,8 массы Нептуна), что меньше предыдущих оценок. При этом радиус WASP-107b оценивается в 0,94 радиуса Юпитера, это означает, что экзопланета обладает одним из самых низких значений объемной плотности среди всех известных экзопланет — 0,134 грамма на кубический сантиметр. Астрономы считают, что экзопланета состоит из ядра, с массой менее 4,6 масс Земли, и сильно распухшей газовой оболочки из водорода и гелия, масса которой составляет более 85 процентов от общей массы планеты.

Масса ядра WASP-107b значительно ниже, чем те значения, которые обычно нужны в теории для запуска процесса аккреции на ядро массивной газовой оболочки из протопланетного диска. Исследователи считают, что первоначально экзопланета образовалась за пределами одной астрономической единицы от звезды, а затем мигрировала к ней на ранней стадии своей жизни. WASP-107b мог бы превратиться в газового гиганта в результате неконтролируемой беспыльной аккреции газа, однако из-за миграции лишился запасов вещества и стал сильно распухшим супернептуном. Ожидается, что в будущем экзопланета станет одной из целей для исследований при помощи космического телескопа "Джемс Уэбб".

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы благодаря телескопу CHEOPS смогли признать горячий юпитер WASP-189b одной из самых горячих известных на сегодня экзопланет, а благодаря телескопу TESS нашли два юных "пухлых" субсатурна.

Александр Войтюк

nplus1.ru