В созвездии Печи астрономы нашли самую крупную из известных науке каменистых экзопланет: она в 39 раз тяжелее Земли. Эта планета представляет собой оголенное ядро газового гиганта, с которого ее звезда "содрала" все внешние оболочки. Описание открытия опубликовал научный журнал Nature. "Планета TOI 849b – это самый тяжелый землеподобный мир, плотность которого эквивалентна плотности нашей планеты. Мы предполагаем, что изначально она была похожа на Юпитер, ее покрывало большое количество гелия и водорода. Их отсутствие говорит о том, что мы имеем дело с оголенным ядром планеты", – прокомментировал работу один из ее авторов, планетолог из Уорикского университета (Великобритания) Дэвид Армстронг.
За последние несколько лет астрономы открыли более тысячи экзопланет и несколько тысяч кандидатов на эту роль. Большинство из них относится к так называемым горячим юпитерам – планетам с массой, похожей на Юпитер, но которые располагаются к звезде гораздо ближе: еще ближе, чем Меркурий находится к Солнцу. Однако ученые все чаще находят менее крупные планеты, размер которых сопоставим с Землей. Растущее количество потенциальных двойников нашей планеты заставляет астрономов задуматься о том, может ли на них существовать жизнь.
Три года назад астрономы, которые работали с космическим телескопом Kepler, выяснили, что относительно небольшие экзопланеты можно разделить на две четких группы – суперземли, масса которых превышает земную не более чем в 10 раз, и мининептуны, их масса в десятки раз больше, чем у нашей планеты. Эти планеты радикально различаются друг от друга по внешнему виду. Первые по физическим свойствам, внешнему виду и устройству похожи на увеличенные копии Земли, тогда как вторые – это миры-океаны или "карликовые" газовые гиганты. Небольших планет, которые нельзя отнести ни к одному из таких типов, за последние годы почти не находили, поэтому промежуток между ними ученые назвали "нептуновой пустыней".
Изучая снимки космической обсерватории TESS, Армстронг и его коллеги открыли пока самый необычный пример планет из этой пустыни. Чтобы найти такие планеты, этот телескоп отслеживает периодические потускнения в свечении звезд. Такое потускнение может произойти из-за того, что планета во время вращения вокруг звезды временно "загораживает" ее свет для телескопа. Внимание астрофизиков привлекла планета TOI 849b, которую TESS недавно открыл рядом с солнцеподобной звездой в созвездии Печи. Система этой звезды находится в 700 световых годах от Земли. TOI 849b расположена на относительно небольшом расстоянии от звезды и совершает оборот вокруг нее всего за 18 часов. Из-за этого температура на ее поверхности должна быть более 1800 кельвинов (1526 °С).
Данные TESS показали, что радиус планеты был примерно в 3,5 раза больше, чем у Земли, из-за чего ученые сперва причислили ее к числу типичных "горячих мининептунов". Проследив за TOI 849b с помощью спектроскопа HARPS, который установлен на один из телескопов Европейской южной обсерватории в Чили, Армстронг и его команда выяснили, что эти представления были ошибочными. Этот прибор может открывать экзопланеты и изучать их свойства, отслеживая, как гравитационные взаимодействия между звездой и ее спутниками влияют на структуру спектра светила. Благодаря такому подходу, в отличие от методики работы Kepler и TESS, астрономы могут очень точно вычислять массу и плотность экзопланет.
В результате оказалось, что TOI 849b примерно в 39 раз тяжелее Земли. Это говорит о том, что ее плотность составляет как минимум 5,2 г/см3. Этот показатель почти идентичен плотности нашей планеты. Это исключает, что TOI 849b может быть планетой-океаном или газовым гигантом. Как предполагают ученые, эта планета представляет собой "голое" ядро газового гиганта размером с Юпитер, который или лишился своих газовых оболочек в результате гравитационных взаимодействий со звездой или столкновения с другой планетой, или не успел сформировать их в процессе рождения звездной системы TOI 849.
Как именно это произошло, астрономы пока не знают. Однако само по себе открытие TOI 849b говорит о том, что такие миры могут существовать. Благодаря их изучению астрономы смогут понять, как устроены недра таких гигантских землеподобных планет и какие экзотические формы материи могут присутствовать в их центральных регионах с высокиим давлениями и температурой. Они станут новым полигоном для проверки теорий формирования планет, заключают Армстронг и его коллеги.
