Некоторые экзопланеты выделяются крайне низкой плотностью, «как пух». Однако это может быть иллюзией, которую создает неразличимая с Земли система колец.
Транзит планеты с кольцами на фоне близкой звезды: взгляд художника / ©Robin Dienel, Carnegie Institution for Science
Некоторые далекие экзопланеты отличаются необычайно низкой плотностью. Среди них можно вспомнить открытую в прошлом году WASP-127b, плотность которой авторы сравнили с пенопластом, или систему из трех таких планет у звезды Kepler-51. При размерах, сравнимых с Юпитером, весят они сравнимо с Землей: такие планеты настолько «рыхлые», что заставляют задуматься над тем, как они вообще могут формироваться и существовать.
Американские астрофизики Энтони Пиро (Anthony Piro) и Шреяс Виссапрагада (Shreyas Vissapragada) решают эту проблему радикально. В своей новой статье, опубликованной в The Astronomical Journal, они выдвигают предположение о том, что планет с такой плотностью не существует вовсе. Иллюзию необычайно большого диаметра при небольшой массе создают у них системы колец.
В самом деле, газовые и ледяные гиганты нашей Солнечной системы окружены кольцами. Они не всегда так грандиозны и легко различимы, как у Сатурна. Поэтому увидеть их у расположенной возле далекой звезды экзопланеты особенно нелегко. Определить радиус некоторых таких планет возможно только во время ее транзита — прохождения на фоне материнской звезды. Чем интенсивнее планета затеняет ее свет, тем она крупнее. Но кольца при этом остаются неразличимы и сливаются с силуэтом самой планеты.
Чтобы проверить работоспособность этой идеи, Пиро и Виссапрагада провели компьютерное моделирование транзита планеты с кольцами на фоне звезды, рассчитав ее влияние на излучение, которое могут зарегистрировать телескопы. Авторы рассмотрели различный состав и размеры колец, показав, что во многих случаях они действительно могут создавать иллюзию чересчур большого и рыхлого небесного тела.
Наиболее вероятно, что так устроены отнесенные к группе планет со сверхнизкой плотностью Kepler 87c, Kepler 177c и HIP 41378f. С другой стороны, многие другие тела из этой группы дают спектр, который не удалось предсказать с помощью моделирования колец. Таким образом, загадка их возникновения так и остается загадкой.
