Согласно новому исследованию, далекая планета, примерно в 40 раз более массивная чем Земля, может оказаться ядром планеты-гиганта или гигантской планетой, в процессе создания которой рост застопорился.
Эти результаты могут помочь пролить свет на то, как выглядят загадочные ядра планет-гигантов, считают исследователи.
Ученые исследовали экзопланету TOI-849b, которая впервые была обнаружена в 2018 году транзитным способом с помощью аппарата TESS НАСА, а позднее был подтвержден факт ее существования обсерваторией La Silla в Чили. Этот инопланетный мир вращается вокруг звезды TOI-849 на расстоянии около 730 световых лет от Земли.
Масса TOI-849b примерно в 40 раз больше массы Земли, но почти вдвое меньше массы Сатурна. В то же время данные Паранальской обсерватории в Чили и обсерватории Лас-Кумбрес помогли уточнить, что диаметр экзопланеты примерно в 3,45 раза больше диаметра Земли, сопоставимого с диаметром Нептуна. В целом, эта информация предполагает, что экзопланета имеет плотность, подобную плотности Земли, что делает ее самой плотной планетой размером с Нептун, обнаруженной на сегодняшний день.
TOI-849b вращается вокруг своей звезды на быстрой, узкой орбите длиной всего 18,4 часа, что приближает ее к звезде на расстояние всего 1,5% AU (астрономическая единица) - среднего расстояния между Землей и Солнцем (которое составляет около 150 миллионов километров).
Таким образом, экзопланета это так называемая «горячая нептуновская пустыня», явный и таинственный недостаток миров размером с Нептун, которые вращаются очень близко к своим звездам.
«В этой области не так много планет, поэтому увидеть планету такого размера, расположенную так близко к звезде, довольно круто», - говорит Шон Рэймонд, астрофизик из Обсерватории Бордо во Франции.
Предыдущие модели предполагали, что зарождающиеся планеты, масса которых в 10-20 раз превышает массу Земли, должны иметь достаточно сильные гравитационные поля, чтобы поглотить огромное количество материала из протопланетных дисков из газа и пыли, которые окружают их новорожденные звезды. Поэтому такие миры должны стать газовыми гигантами, подобными Юпитеру или Сатурну. Таким образом, можно подумать, что TOI-849b является остатком газового гиганта, который каким-то образом потерял большую часть своего веса, возможно, из-за тепла, которое он получает на такой орбите так близко к своей звезде.
Однако ученые отметили, что такой нагрев сам по себе еще не может еще снять атмосферу с газового гиганта почти до ядра планеты. По их оценкам, звезде около 6,7 миллиардов лет. Учитывая это количество времени, а также расстояние от TOI-849b до звезды, они рассчитали, что газовый гигант, подобный Юпитеру, потерял бы только несколько процентов своей массы из-за звездного излучения на сегодняшний день.
Таким образом, исследователи предполагают, что TOI-849b может быть остатком ядра газового гиганта, который потерял массу с помощью другого механизма. Возможно, он столкнулся с другими планетами-гигантами, например, или гравитация звезды сняла большую часть газовой оболочки.
В качестве альтернативы, если бы TOI-849b переместился в это текущее положение из-за гравитационных столкновений с другими планетами, энергия, которую экзопланета получила бы, сильно бы разогрела этот мир, что потенциально привело бы к значительной потере массы.
Другое возможное объяснение нынешнего состояния TOI-849b связано с задержкой развития. Возможно, TOI-849b сформировался поздно, когда большая часть протопланетного диска его системы исчезла, считают исследователи.
В целом, TOI-849b может дать ученым представление о том, как выглядит ядро газового гиганта. Будущие исследования могут непосредственно наблюдать за составом этого ядра, анализируя испаренный материал в оставшейся атмосфере экзопланеты.
Дальнейшая работа может также исследовать, была ли эта экзопланета действительно газовым гигантом, атмосфера которого была удалена.
«Они утверждают, что это маловероятно, но точные расчеты сделать очень сложно», - сказал Рэймонд.
Новое исследование, которое возглавлял Дэвид Армстронг из Уорикского университета в Англии, было принято журналом Nature.