|
Мегаземля GJ 523b в 23 раза массивнее Земли
|
|
|
|
Ей почти 170 миллионов лет. Она более чем в 2,5 раза больше Земли. И это первая экзопланета, обнаруженная и каталогизированная исследователями из Висконсинского центра исследований происхождения (WiCOR). Макс Крофт, аспирант в лаборатории доцента астрономии Томаса Битти, является ведущим автором статьи, описывающей GJ 523b, плотную экзопланету, классифицируемую как «мегаземля» из-за её огромных размеров. Статья находится на рассмотрении и доступна на сервере препринтов arXiv. «Люди используют фразу „мегаземля“ уже более десяти лет, но у нас никогда не было планеты, которая позволила бы нам конкретно сказать, что это такое», — говорит Битти.
|
|
|
|
«GJ 523b наконец-то это делает. Примечательно также, что точное определение мегаземли — это не то, что мы, астрономы, можем сделать самостоятельно: нам нужны геологи, которые понимают, как ведут себя железо и горные породы при давлениях, недостижимых ни в одной лаборатории на Земле, и специалисты по атмосферным наукам, которые могут сказать нам, сколько из измеренного нами материала вообще является горной породой».
|
|
|
|
Поиски миров Хайсея в рамках проекта WiCOR
|
|
|
|
Проект WiCOR был запущен в 2024 году как сотрудничество исследователей из семи кафедр Университета Висконсина в Мэдисоне (астрономия, биология, химия, геофизика, атмосферные и океанографические науки, физика и бактериология), занимающихся проектами, связанными с происхождением жизни во Вселенной.
|
|
|
|
|
|
|
В рамках этих усилий исследователи WiCOR искали экзопланеты Хайсея — теоретический тип экзопланет за пределами нашей Солнечной системы с большим океаном и умеренной атмосферой, которые потенциально могут поддерживать жизнь.
|
|
|
|
Кандидаты в планеты были обнаружены с помощью спутника TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), запущенного НАСА в 2018 году. Главная цель TESS — наблюдение за звездами, чтобы увидеть, уменьшается ли их яркость, что может указывать на наличие экзопланеты.
|
|
|
|
«Наблюдается периодическое уменьшение яркости звезды. Мы считаем, что это планета, проходящая перед звездой и совершающая транзит. Она блокирует часть света от звезды, и звезда становится тусклее», — говорит Крофт.
|
|
|
|
TESS идентифицировал более 8000 кандидатов в планеты, но менее четверти из них были подтверждены. Крофт использовал наземный телескоп в Аризоне, WIYN, с высокоразрешающим спектрографом, чтобы продолжить исследование кандидата, который в итоге стал GJ 523b.
|
|
|
|
«Мы выбрали эту планету, основываясь на том, какими, по нашему мнению, были ее размер и температура», — объясняет Крофт. «Более крупная планета создает большее падение температуры, поэтому мы получаем представление о ее размере, и, исходя из того, как часто это падение происходит, мы определяем расстояние до ее орбиты, и можем использовать это для оценки температуры экзопланеты».
|
|
Неожиданно плотный гигант
|
|
|
|
Используя спектрограф и данные, собранные космическим телескопом Джеймса Уэбба, Крофт и остальная часть команды WiCOR смогли определить информацию о плотности и атмосфере GJ 523b.
|
|
|
|
Хотя это не планета из хайцевской группы — согласно данным, она состоит в основном из плотной породы с массивным ядром, в 23 раза превышающим вес Земли и составляющим 60% от размера Нептуна — это чрезвычайно необычная планета, которая может пролить новый свет на способы формирования планет.
|
|
|
|
«Это совсем не то, чего мы ожидали», — говорит Крофт. «Планеты с плотной структурой, подобные этой, не редкость, но обычно это небольшие каменистые планеты, похожие на Землю или Меркурий. Эта планета в два с половиной раза больше Земли».
|
|
|
|
Крофт описывает формирование экзопланеты как «настоящий сюрприз». Обычно формирование планет включает в себя образование ядра из каменистого материала и металлов, которое затем накапливает сверху газообразную водородную атмосферу. Более крупные планеты в нашей Солнечной системе, такие как Юпитер и Сатурн, сформировали свои массивные атмосферы, когда достигли размеров примерно в 20 раз превышающих Землю.
|
|
|
|
«Вопрос в том, почему эта планета не сделала этого, если она в 20 раз больше Земли?» — спрашивает Крофт.
|
|
|
|
Крофт и команда WiCOR выдвинули в своей статье несколько возможных теорий, включая возможность того, что часть атмосферы планеты была оторвана, когда она вращалась слишком близко к своей звезде, или что она фактически возникла из двух планет, которые столкнулись и потеряли атмосферу в жаре столкновения.
|
|
|
|
«Она как бы разлетается», — объясняет Крофт. «Планета не может сохранить свою атмосферу, если на ней очень жарко, и поэтому от нее может остаться огромный комок камня, образованный двумя планетами с очень слабой атмосферой».
|
|
|
|
Крофт надеется, что по мере того, как исследователи планет будут изучать тысячи уже обнаруженных потенциальных планет, будут каталогизированы более плотные и крупные планеты, подобные GJ 523b, что позволит лучше их классифицировать. В конце августа НАСА планирует запустить телескоп Нэнси Грейс Роман, следующий флагманский телескоп, который, как ожидается, обнаружит десятки тысяч потенциальных новых планет.
|
|
|
|
«Трудно делать выводы о формировании планет в целом, имея выборку всего в одну планету», — говорит Крофт. «Мы не сможем обнаружить 10 000 таких сверхплотных планет, но если мы сможем обнаружить 20 или 30, возможно, выявятся какие-то тенденции, например, у самых тяжелых планет будут более короткие орбитальные периоды, или у них, как правило, не будет планет-компаньонов».
|
|
|
|
Сюзанна Видикус Уивер, профессор химии и астрономии имени Воццы и директор WiCOR, ожидает, что эта экзопланета станет лишь первым из многих ключевых открытий. «Мы в восторге от того, что обнаружили первую экзопланету с помощью WiCOR!» — говорит она. «Соавторы этой статьи из Вашингтонского университета представляют четыре разных отдела в департаменте литературы и науки. Именно такие совместные усилия призван поддерживать и продвигать WiCOR. Без содействия WiCOR мы не смогли бы в полной мере интерпретировать эти результаты на том уровне детализации, на котором мы это сделали».
|
|
|
|
Источник
|
