Ученые открыли экзопланету с экстремально низкой плотностью

Наблюдения американской Национальной обсерватории Китт-Пик позволили заметить очень необычную экзопланету. Она находится примерно в 580 световых годах, в созвездии Возничего, на орбите у красного карлика TOI-3757. Сама планета — газовый гигант, напоминающий наш Юпитер и близкий к нему по размерам. Однако плотность его почти впятеро меньше и сравнима с плотностью бутылочной пробки. О находке рассказывается в новой статье, опубликованной в The Astronomical Journal.

Красные карлики — самые мелкие и тусклые из звезд главной последовательности. Несмотря на это, они отличаются крайне нестабильной активностью, то и дело выбрасывая мощные вспышки излучения и частиц. Это делает их окружение не самым благоприятным местом для формирования и эволюции планет, особенно газовых гигантов, отличающихся низкой плотностью. Если такие экзопланеты и появляются у красных карликов, то обычно на далеких орбитах, на приличном удалении от беспокойной звезды.

Тем неожиданнее оказалось новое открытие, сделанное с помощью 3,5-метрового телескопа WIYN методом радиальных скоростей — по слабым отклонениям в положении звезды, которые вызывает вращающаяся вокруг нее планета. Планета TOI-3757 b находится в системе красного карлика, ее диаметр достигает 150 тысяч километров (чуть больше юпитерианского), а масса — всего 85 масс Земли. Получается, плотность TOI-3757 b составляет всего 0,27 грамма на сантиметр кубический, что сравнимо с плотностью пробки (0,24 грамма на сантиметр кубический).

Напомним, плотность нашей Земли составляет около 5,5 грамма на сантиметр кубический, а, например, Юпитера — всего 1,3. Конечно, известны экзопланеты даже более низкой плотности. Однако TOI-3757 b находится крайне близко к своей звезде — намного ближе, чем даже Меркурий к Солнцу. Полный годовой оборот по орбите она совершает всего за 3,5 наших дня.

Авторы статьи называют два фактора, которые могут объяснить появление столь «пухлого» мира в тесном соседстве с красным карликом. Во-первых, звезда TOI-3757 сравнительно бедна тяжелыми элементами, с которых начинается формирование газовых гигантов. Считается, что такие планеты растут из массивного — больше всей Земли — каменистого ядра, которое собирает окружающий газ. Если в протопланетном диске тяжелых элементов мало, ядро могло формироваться намного медленнее, а газ — накапливаться дольше, образуя разреженные оболочки. Кроме того, орбита TOI-3757 b слегка вытянута, и, возможно, при сближении со звездой ее атмосфера может дополнительно нагреваться и расширяться, что и приводит к снижению оценок плотности планеты.