Обнаружен «сверхгорячий нептун», сохранивший раскаленную до 1700 °C атмосферу

Возле звезды солнечного типа LTT 9779, расположенной в 260 световых годах от нас, обнаружена крайне экзотическая планета. Ее орбита проходит так близко к звезде, что полный оборот планета совершает всего за 19 часов и нагревается до невероятных 1700 °С. Сама экзопланета LTT 9779b немного крупнее и примерно вдвое тяжелее Нептуна и сохраняет примерно ту же плотность, что позволяет отнести ее к новой необычной подгруппе «сверхгорячих нептунов», как и ранее обнаруженную TOI 849 b. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.

Сама звезда LTT 9779 отличается высокой металличностью: содержание железа в ней вдвое выше, чем у Солнца. Возле таких звезд часто формируются «горячие нептуны» — массивные планеты на близких орбитах. Их ядра окружены плотной и толстой атмосферой: возможно, LTT 9779b была именно такой, лишь со временем потеряв большую часть своих внешних оболочек. Возраст системы насчитывает свыше двух миллиардов лет, и за это время планета превратилась в огромное плотное ядро массой в 28 масс Земли, окруженное раскаленной атмосферой, на которую приходится еще две-три земных массы.

Впервые LTT 9779b была замечена спутником TESS, который ведет поиск экзопланет транзитным методом, по изменению светимости звезд в те периоды, когда планеты, проходя по своим орбитам, частично затмевают их. «Обнаружение LTT 9779b миссией TESS стало большой неожиданностью, ставкой, которая вдруг сыграла, — говорит ведущий автор работы, профессор Чилийского университета Джеймс Дженкинс (James Jenkins). — Большинство транзитных событий с периодичностью менее суток оказываются ложноположительными данными».

Однако эти наблюдения удалось подтвердить с помощью 3,6-метрового телескопа Обсерватории Ла-Силла, который регистрировал слабые колебания положения звезды, вызванные притяжением обращающейся вокруг нее планеты. Наконец, дополнительные исследования проводили в Паранальской обсерватории. Все это позволило установить ключевые характеристики планеты и ее орбиты. LTT 9779b оказалась действительно редким объектом, сохранившим остатки атмосферы неизвестным науке способом.

Проведенные учеными расчеты показали, что если экзопланета первоначально была ледяным гигантом, похожим на Нептун или Уран, то за два миллиарда лет жесткое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение близкой звезды должно было полностью лишить ее атмосферы. Поэтому авторы предполагают, что она могла быть куда более массивным газовым гигантом, образуя со звездой тесную двойную систему. В такой системе возможно весьма интенсивное перетекание вещества от одного партнера к другому.

Если планета заполнила свою полость Роша (область, где доминирует ее притяжение), она не могла больше удерживать раздувшиеся оболочки и стремительно потеряла атмосферу, материя которой упала на близкую звезду. Компьютерное моделирование, проведенное учеными, в целом подтвердило возможность такого сценария.

Впрочем, нельзя отбрасывать и другой вариант появления экзотической планеты LTT 9779b. Она могла образоваться в виде ледяного гиганта на более далекой орбите и лишь впоследствии переместиться ближе к звезде. В этом случае на полную потерю атмосферы ей просто не хватило времени.