Тази изключително пухкава планета променя разбирането ни за планетарното образуване

Една от най-пухкавите екзопланети, откривани някога в Млечния път, променя разбирането ни за начина, по който гигантските планети се образуват.

Тя се нарича WASP-107b и се намира в орбитата около оранжева звезда-джудже на 211 светлинни години от нас. Когато бе открита за първи път през 2017-а, планетата се отличаваше с една от най-ниската плътност въобще. Нов анализ обаче показва, че пухкавата планета е дори по-пухкава, отколкото астрономите предполагаха.

Това означава, че ядрото на WASP-107b въобще не е толкова масово, колкото първоначално бе изчислено – находка, която вероятно ще има огромно влияние върху проучването на екзопланетите като цяло.

Този научен труд „предоставя конкретни доказателства, че масивната акреция на газ може да бъде задействана от ядра, които не са чак толкова масивни, колкото се смяташе преди“, коментира астрофизикът Бьорн Бененке от Монреалския университет в Канада.

Супер пухкавите планети (т.е. тези с изключително ниска плътност) се срещат особено рядко и са странни. Те са с размера на газообразните планети, но плътността им е много, много по-ниска. WASP-107b е впечатляващо пухкава. Екзопланетата е малко по-малка от Юпитер, но масата ѝ е 10 процента от тази на Юпитер – т.е. плътността е едва 0,13 грама на кубичен сантиметър.

Освен това екзопланетата се намира изключително близко до своята звезда. Нейният орбитален период е едва 5,7 дни, а температурите на нея достигат 462 градуса по Целзий. Т.е. атмосферата ѝ се изпарява бързо.

Първоначално новото проучване, ръководено от Каролин Пиуле от Монреалския университет, прецизира масата на WASP-107b с помощта на данни, набавени през последните 4 години от обсерваторията „Кек“. Впоследствие екипът извършва детайлен анализ на структурата на екзопланетата и открива, че твърдото ядро вероятно е едва 4,6 пъти по-голямо от масата на земното. Т.е. над 85 процента от маста на екзопланетата представлява пухкава атмосфера.

Само по себе си това не е странно – ядрото на Юпитер е около 5 до 15 процента от планетарната маса. Юпитер обаче е много по-масивна и освен това се намира на по-голямо разстояние от своята звезда. Ето защо възникват множество въпроси.

„Как се е образувала планета с толкова ниска плътност? И защо не е изгубила своя огромен пласт от газ, особено като се има предвид колко близо се намира до своята звезда? – казва Пиуле. – Това ни мотивира да направим щателен анализ, за да научим повече за нейната история.“

До този момент информацията, с която разполагаме за образуването на газообразните планети, се базира на тези, които можем да изучим най-лесно – Сатурн и Юпитер. И двете имат ядра, чиято маса е 10 пъти по-голяма от земното. Ето защо астрономите смятаха, че едно от изискването за формирането на газообразна планета е масивно ядро. Това би предоставило необходимата маса, която да задейства акрецията и да доведе до бързото натрупване на колкото се може повече газ и прах (преди тези материали да се изчерпят в протопланетарния диск).

В системата WASP-107 обаче съществуват различни подсказки, които ни показват, че WASP-107b се е образувала по друг начин. Една от тях е ниската маса на ядрото ѝ. Не можем да пренебрегнем и факта, че екзопланетата се изпарява, което означава, че на нея би ѝ било много по-трудно да се формира в сегашната орбита.

Екипът прави още едно откритие. По време на наблюденията на звездата учените се натъкват на втора екзопланета – WASP-107c. Тя се намира много по-далече – нейният орбитален период от 1088 дни. Орбитата ѝ е изключително ексцентрична (или овална), което подсказва, че съществува гравитационно взаимодействие с друго космическо тяло (вероятно това е било младата WASP-107b).

„Най-възможният сценарии е WASP-107b да се е образувала далече от своята звезда, където газът в диска е достатъчно студен, че газовата акреция да се случи изключително бързо – казва астрономът Ив Лий от университета „Макгил“ в Канада. – Впоследствие планетата е успяла да мигрира до сегашната си позиция – или посредством взаимодействие с диска или благодарение на други планети в системата.“

Изследването е публикувано в The Astronomical Journal.