Вчені відкрили масивну планету, легку і пухнасту, як цукрова вата

Галактика може кидати дивні криві м’ячі, але екзопланета, відкрита на відстані 1232 світлових років від нас, є однією з найдивніших.

Це WASP-193b, і хоча вона майже на 50% більша за Юпітер, вона настільки легка і пухнаста, що її загальну густину можна порівняти з густиною цукрової вати. Вона лише на волосину перевищує 1 відсоток густини Землі. Це цілий світ, схожий на кульбабку… якби кульбабка могла бути планетою.

На думку міжнародної команди під керівництвом астронома Халіда Баркауї з Льєжського університету в Бельгії, екзопланети, подібні до WASP-193b, є рідкісними, і вони можуть допомогти нам краще зрозуміти планетарну еволюцію.

“WASP-193b – друга найменш щільна планета, відкрита на сьогоднішній день, після Kepler-51d, яка набагато менша”, – пояснює Баркауї.

“Її надзвичайно низька щільність робить її справжньою аномалією серед понад п’яти тисяч екзопланет, відкритих на сьогоднішній день. Ця надзвичайно низька густина не може бути відтворена стандартними моделями опромінених газових гігантів, навіть за нереалістичного припущення про без’ядерну структуру”.

Погляд на всі дивні та дивовижні світи, що існують там, не лише дозволяє нам зрозуміти контекст нашої Сонячної системи, але й відкриває вікно в те, як формуються та еволюціонують планетні системи.

Газові гіганти, розташовані близько до своїх зірок, є чудовим інструментом для цього, оскільки наше розуміння формування планет означає, що вони повинні були утворитися десь в іншому місці і мігрувати всередину. Крім того, випромінювання від зірки також означає, що багато з цих світів стискаються.

WASP-193b – екзопланета, що обертається навколо зорі, подібної до Сонця, під назвою WASP-193. Ця зоря приблизно в 1,1 раза більша за масу і в 1,2 раза більша за радіус Сонця і дуже близька до Сонця за температурою і віком. Але WASP-193b обертається навколо своєї зірки набагато ближче, ніж будь-яка з планет Сонячної системи: Вона обертається навколо неї раз на 6,25 днів.

Вивчення того, як змінюється світло зірки, коли екзопланета обертається навколо неї, дозволило Баркауї та його колегам обчислити радіус і масу планети. Її радіус приблизно в 1,46 рази більший за радіус Юпітера. Але його маса неймовірно мала в порівнянні з Юпітером: лише в 0,139 рази більше, ніж у Юпітера.

З цих властивостей дослідники вивели густину екзопланети: 0,059 грама на кубічний сантиметр. Для порівняння, щільність Землі становить 5,51 грама на кубічний сантиметр. Густина Юпітера – 1,33 грама на кубічний сантиметр, що має сенс – на ньому утворюється багато хмар. Цукрова вата має щільність 0,05 грама на кубічний сантиметр.

“Планета настільки легка, що важко уявити собі аналогічний твердий матеріал”, – каже планетолог Джуліан де Віт з Массачусетського технологічного інституту.

“Причина, чому вона близька до цукрової вати, полягає в тому, що обидві ці речовини складаються з повітря. Планета, по суті, дуже пухнаста”.

Анімація, що показує, як вимірюється радіальна швидкість, один із способів впливу планети на світло своєї зірки. (Alysa Obertas/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0)

Знайдено дуже мало інших світів зі схожою густиною, але вони дають деякі підказки про те, як такі пухнасті світи можуть існувати. Близькість до зорі може нагрівати атмосферу, роздуваючи її, особливо якщо ця атмосфера складається переважно з водню та гелію.

Але такий світ виглядав би як WASP-193b лише кілька десятків мільйонів років, коли зоря була б молодшою і гарячішою; до того ж, тепло і вітри від зорі могли б досить швидко знищити таку крихку атмосферу.

Це створює певні проблеми. Вважається, що зоря має вік до 6 мільярдів років; хоча може існувати певний механізм внутрішнього нагрівання атмосфери WASP-193b, спостережувані властивості екзопланети не можуть бути відтворені за допомогою складних моделей планетарної еволюції.

“WASP-193b – це космічна загадка. Для її розгадки знадобиться ще багато спостережень і теоретичної роботи”, – каже Баркауї.

Хороша новина полягає в тому, що WASP-193b є чудовим кандидатом для подальших досліджень, щоб побачити, з чого складається її атмосфера. Це одне із завдань, для яких був розроблений космічний телескоп Джеймса Вебба; лише одне транзитне спостереження, за словами команди, може дати уявлення, яке пояснить, як такий дивний, пухнастий, старий світ може існувати у Всесвіті.