Найдена каменистая планета в 23 раза массивнее Земли
Астрономы сообщили об обнаружении огромной каменистой «мега-Земли», масса которой в 23 раза больше земной.
Экзопланета получила название GJ 523b. По размеру она примерно в 2,5 раза шире Земли, но при этом содержит около 23 земных масс и остаётся довольно компактной. Такие плотные и тяжёлые каменистые миры иногда называют «мегаземлями» — это неофициальное название для необычайно массивных планет, состоящих в основном из твёрдых пород. Судя по высокой плотности GJ 523b, атмосферы у неё сравнительно мало, хотя, по расчётам астрономов, вокруг неё должна была сформироваться заметная газовая оболочка, говорится в заявлении Университета Висконсина в Мэдисоне.
«Это совсем не то, чего мы ожидали», — говорят исследователи. «Планеты с высокой плотностью, подобные этой, не редкость, но обычно это небольшие каменистые планеты, похожие на Землю или Меркурий. Эта планета в два с половиной раза больше Земли».
Сначала GJ 523b заметили как кандидата с помощью спутника NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Он ищет регулярные провалы в блеске звёзд, которые появляются, когда планеты проходят на их фоне. После этого учёные подключили наземный 3,5-метровый телескоп WIYN в Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне и с помощью спектрографа измерили, как планета гравитационно влияет на свою звезду.
Сопоставив данные, команда оценила массу GJ 523b примерно в 23,5 массы Земли, радиус — в 2,55 земного, а плотность — около 126,82 грамма на кубический дюйм. Один оборот вокруг своей звезды планета делает за 17,75 дня. Сама система тоже довольно молодая: по оценкам исследования, ей около 170 миллионов лет.
Именно сочетание размеров, массы и возраста плохо укладывается в привычные модели рождения планет. Обычно всё начинается с ядра из камня и металла, которое затем может притягивать водород и гелий из газопылевого диска вокруг молодой звезды. Считается, что в нашей Солнечной системе Юпитер и Сатурн начали быстро наращивать мощные газовые оболочки, когда их ядра выросли примерно до 20 масс Земли.
GJ 523b уже тяжелее этого порога: её масса примерно в 23 раза больше земной. Но вместо того чтобы стать богатым газом миром, она осталась в основном каменистой, а её очень высокая плотность говорит о небольшом количестве газа. Это и делает планету такой странной для астрономов.
«Вопрос в том, почему эта планета не сделала этого, если она в 20 раз больше Земли?» — говорится в заявлении астрономов.
Одна из возможных версий: GJ 523b когда-то всё же имела плотную атмосферу, но позже потеряла её. Другая гипотеза — планета появилась после столкновения двух миров: так мог сформироваться более крупный каменистый объект, а значительная часть газовых оболочек была выброшена в космос.
Термин «мега-Земля» астрономы используют уже больше десяти лет, описывая особенно массивные каменистые планеты, хотя официальным классом экзопланет он так и не стал. Если удастся найти больше объектов вроде GJ 523b, это поможет понять, такие миры — редкие исключения или часть более широкой группы.
«Трудно делать выводы о формировании планет в целом, основываясь на выборке всего в одну планету», — сказал Крофт в своем заявлении. «Мы не сможем изучить 10 000 таких планет с повышенной плотностью, но если мы сможем изучить 20 или 30, возможно, выявятся какие-то закономерности».
Работа отправлена в журнал The Astronomical Journal. Сейчас результаты доступны на сервере препринтов arXiv, но рецензирование они ещё не прошли.