Исследователи измерили массу ядра экзопланеты WASP-107b. Она оказалась настолько маленькой, что не вписывается в теорию формирования газовых гигантов.
Считается, что для формирования газового гиганта ядро планеты должно достичь определенной массы, чтобы вокруг него создалась атмосфера необходимого размера. Но у этой планеты очень маленькое ядро и массивная газовая оболочка. Как такое возможно?
WASP-107b была впервые обнаружена в 2017 году. Эта планета вращается вокруг звезды WASP-107, расположенной примерно в 212 световых годах от Земли в созвездии Девы. Планета находится очень близко к своей звезде — в 16 раз ближе, чем Земля к Солнцу. Размер этой планеты сопоставим с Юпитером, но ее масса в 10 раз меньше.
WASP-107b является одной из наименее плотных среди известных экзопланет. Такие тела астрономы называют «ватными» планетами. Авторы новой работы использовали телескопы Обсерватории Кека на Гавайях, чтобы более точно оценить массу WASP-107b. Массу планеты ученые оценили с помощью метода радиальной скорости, который заключается в наблюдениями за колебаниями звезды, которые происходят из-за гравитационного притяжения планеты. Авторы пришли к выводу, что масса WASP-107b составляет около одной десятой массы Юпитера, или примерно 30 земных.
Затем авторы провели анализ, чтобы определить наиболее вероятную внутреннюю структуру планеты. В результате астрономы пришли к удивительному выводу: при такой низкой плотности у планеты должно быть твердое ядро не более чем в четыре раза больше массы Земли. Это значит, что более 85% массы WASP-107b составляет толстый слой газа, который окружает ядро. Для сравнения, из общей массы Нептуна, сопоставимой с WASP-107b, только 5–15% приходятся на газовую оболочку.
Считалось, что без массивного ядра газовые гиганты не смогут преодолеть критический порог, необходимый для создания и сохранения их атмосфер. Однако WASP-107b — исключение из правил. У ученых есть несколько гипотез относительно этого объекта, но ни одна из них пока не нашла достоверных подтверждений. Одна из версий заключается в том, что планета сформировалась далеко от звезды, где газ в диске достаточно холодный, чтобы его аккреция могла произойти очень быстро. После формирования планета мигрировала туда, где находится сейчас. Астрономы планируют более подробно исследовать объект с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», запуск которого намечен на этот год.
Статья исследователей опубликована в Astronomical Journal.
