Еще одна планета только что присоединилась к каталогу из более чем 5000 объектов планет, вращающихся вокруг звезд, отличных от Солнца. Однако надо признать, что этот объект чрезвычайно завораживает и значительно выделяется на фоне многих «обычных» экзопланет.
Новая планета находится относительно близко, всего в 730 световых годах от Земли. В космических масштабах это немного, ведь этого достаточно, чтобы осознать, что диск нашей галактики Млечный Путь имеет в диаметре 100 000 световых лет. Итак, если вы посмотрите на галактику в целом, недавно обнаруженная планета TOI-4603b окажется очень близко к Солнцу.
Планета была обнаружена по транзитным данным, собранным космическим телескопом TESS. Регулярное затемнение звезды TOI-4603b показало, что каждые семь дней яркость звезды регулярно уменьшается на одну и ту же величину. Это автоматически указывало астрономам, что они, скорее всего, имеют дело с планетой, пересекающей фон ее диска. Планета проходит точно между телескопом TESS и звездой с каждым оборотом и затемняет ее часть, из-за чего ее яркость, регистрируемая детекторами телескопа, уменьшается. Глубина этого падения позволила ученым определить, что потенциальная планета, вращающаяся вокруг звезды, имеет диаметр примерно в 1,042 раза больше диаметра Юпитера.
Чтобы узнать больше о самой планете, астрономы решили посмотреть на звезду, вокруг которой она вращается. На этот раз с помощью метода лучевых скоростей ученые проверили, как меняется скорость звезды в направлении к/от Земли при движении планеты вокруг нее. Таким образом удалось определить, насколько сильно планета гравитационно воздействует на саму звезду. Зная массу звезды, ученые смогли определить массу планеты, вращающейся вокруг нее. Как оказалось, планета, почти идентичная по размерам Юпитеру, имеет массу в целых 12,89 раз больше массы Юпитера. Это большой сюрприз для исследователей. Получается, что если средняя плотность Юпитера составляет 1,33 г/см3, то средняя плотность TOI-4603b достигает целых 14,1 г/см3. Более того, даже плотность Земли составляет «всего» 5,51 г/см3. Итак, мы имеем дело с планетарным гигантом, плотность которого в девять раз больше плотности Юпитера, в три раза больше Земли и даже больше плотности свинца (11,3 г/см3). Как будто этого было недостаточно, сама планета вращается вокруг своей звезды (субгиганта) по очень узкой орбите, совершая полный оборот всего за 7,25 дня.
Принято для публикации в научном журнале Astronomy & Astrophysics Letters, исследователи отмечают, что TOI-4603b является одним из немногих массивных планетарных гигантов, обнаруженных до сих пор очень близко к своей звезде. Однако с точки зрения размера, массы и плотности этот объект находится в туманной области, в которую входят самые массивные звезды и самые легкие коричневые карлики. Именно эта последняя информация делает этот объект очень интересным для ученых, изучающих процессы формирования планет.
Граница между планетами и коричневыми карликами
В то время как планеты обычно формируются из материала, оставшегося от звездообразования в облаке пыли и газа, в настоящее время предполагается, что коричневые карлики формируются точно так же, как звезды, непосредственно из фрагмента облака пыли и газа, который разрушился под действием собственной гравитации.
Ученые предполагают, что верхний предел массы планеты составляет 10-13 масс Юпитера. Нижний предел массы звезды составляет около 85 масс Юпитера. После превышения этой массы в ядре объекта температура и давление достигают значений, необходимых для запуска процессов синтеза водорода. Между самыми массивными планетами и самыми легкими звездами находятся коричневые карлики, которые называют неудавшимися звездами. Их масса не позволяет начать синтез водорода, но позволяет синтез дейтерия. Здесь стоит отметить, что коричневые карлики могут быть намного плотнее планет: средний коричневый карлик чуть меньше Юпитера в диаметре, но при этом может быть до шестидесяти раз больше его массы. С коричневым карликом даже TOI-4603b нечем похвастаться по плотности.
Однако это не меняет того факта, что TOI-4603b пока прекрасно вписывается в категорию экзопланет, хотя в этой категории она чрезвычайно близка к границе между планетами и коричневыми карликами. Это означает, что ее тщательное изучение должно дать нам важную информацию о процессах формирования и эволюции объектов, принадлежащих к обеим категориям.