Kepler-51d принадлежит к редкому классу так называемых «сверхпушистых» планет (super-puffs). По размеру она сопоставима с Сатурном, но при этом ее масса лишь в несколько раз превышает массу Земли. «Мы полагаем, что у этих планет крошечные ядра и огромные атмосферы, придающие им плотность, сравнимую с сахарной ватой», — поясняет автор работы, научный сотрудник Университета Пенсильвании Джессика Либби-Робертс. И если объяснить формирование даже одной такой планеты невероятно сложно, то в системе Kepler-51 их как минимум три.
Обычно газовые гиганты формируются с массивным плотным ядром, которое притягивает толстую газовую оболочку, причем происходит это, как правило, далеко от звезды — как у Юпитера и Сатурна. Kepler-51d не вписывается в эту картину: плотного ядра у нее, судя по всему, вообще нет, а орбита расположена примерно на таком же расстоянии от звезды, как Венера от Солнца. При этом звезда Kepler-51 довольно активна, и ее звездный ветер, по идее, должен был бы сдувать газ с планеты.
Ученые надеялись, что JWST поможет разгадать загадку. Когда планета проходит на фоне своей звезды, часть звездного света фильтруется через ее атмосферу, и по спектру этого света можно определить химический состав — своего рода «отпечаток пальцев» атмосферы. Предшествующие наблюдения «Хаббла» уже показали отсутствие четких сигналов, и JWST с его расширенным инфракрасным диапазоном должен был увидеть больше. Но так и не увидел.
Причина — рекордно толстый слой дымки, который окутывающий планету. «Эта дымка поглощает свет на всех длинах волн, которые мы наблюдали, так что мы просто не можем разглядеть, что под ней», — говорит соавтор работы Сувратх Махадеван. По его словам, дымка напоминает ту, что окутывает Титан, крупнейший спутник Сатурна, но в несравнимо большем масштабе — ее толщина сопоставима с радиусом Земли.
Астрономы рассмотрели и альтернативное объяснение — наличие колец, которые могли бы блокировать свет и создавать иллюзию пониженной плотности. Однако наблюдаемые данные указывают на наличие именно дымки. Сейчас команда анализирует данные JWST по другой планете системы — Kepler-51b, — чтобы понять, типична ли столь густая дымка для «сверхпушистых» миров вообще или это именно планета Kepler-51d является уникальной в своей непроницаемости.
Ранее ученые нашли новый тип «расплавленных» планет с океаном магмы и серой в атмосфере.