Ядро гигантской планеты нашли у далекой звезды

Массивная экзопланета TOI 849 b находится так близко к своей звезде, что давно утеряла внешние оболочки, оставшись обнаженным и невероятно плотным ядром несостоявшегося газового гиганта.

В 730 световых годах от нас, близ звезды солнечного типа, обнаружена экзопланета, похожая на оголенное ядро газового гиганта — Юпитера или Сатурна, лишенных внешних оболочек. Об этом Дэвид Армстронг (David Armstrong) и его соавторы пишут в статье, опубликованной в журнале Nature. Коротко о работе рассказывается в пресс-релизе Уорикского университета.

Астрономы обнаружили сигнал в данных космического телескопа TESS, следящего за светом огромного множества звезд и регистрирующего каждое временное мерцание, которое может быть связано с прохождением (транзитом) планеты между звездой и нами. Заметив короткое ослабление солнцеподобной звезды, ученые рассмотрели ее с помощью 3,6-метрового телескопа обсерватории Ла-Силья, который подтвердил находку.

Экзопланета TOI 849 b вращается по крайне короткой орбите, совершая полный годовой оборот вокруг своей звезды всего за 18 часов. Едва ли удивительно, что температура ее оценивается в целых 1800 К. Теоретически эту близкую к звезде область поливают такие мощные потоки радиации, что планеты крупнее Нептуна образоваться и существовать здесь не могут. В такой «нептунианской пустыне» излучение должно сдувать с них газовые оболочки, оставляя только твердое ядро.

По-видимому, нечто подобное произошло и с TOI 849 b, расположенной посреди «нептунианской пустыни» своей звезды. По оценкам ученых, ее масса составляет 40 масс Земли, а радиус — всего 3,4 земного (для сравнения, тот же Нептун тяжелее Земли примерно в 17 раз, но больше лишь в 3,9 раза), позволяя считать, что плотность планеты исключительно высока и в ней вряд ли содержатся значительные количества легких элементов.

Такие черты неплохо подошли бы для ядра какой-нибудь планеты-гиганта, которое окружает плотная и обширная газовая оболочка, как у Юпитера или Сатурна. Однако TOI 849 b так и осталась оголенным ядром. Компьютерное моделирование указало на два сценария, которые могли привести ее к этому состоянию.

Во-первых, TOI 849 b некогда могла быть похожей на Юпитер, но потеряла свои внешние оболочки под действием интенсивных потоков излучения. При этом расчеты показывают, что для полного исчезновения атмосферы экзопланета должна была пережить дополнительное воздействие — например, экстремальное сближение со звездой или столкновение с другой планетой (напомним, такую катастрофу мог пережить и сам Юпитер).

Второй вариант показывает, что TOI 849 b могла стать результатом неправильного развития и никогда не была полноценным газовым гигантом. Она могла формироваться при дефиците летучих водорода и гелия в протопланетном диске, «нормальная» структура и состав которого были чем-то нарушены. Чтобы узнать предысторию странной планеты-ядра с большей определенностью, понадобятся новые наблюдения, которые позволят выяснить как минимум состав ее плотного вещества.