Дослідники Вісконсінського університету в Медісоні виявили рідкісний об’єкт, що відноситься до так званих «мега-земель» — надзвичайно масивних планет, що складаються переважно з твердих порід. Небесне тіло, що отримало позначення GJ 523b, приблизно в 23 рази масивніше Землі і більш ніж у 2,5 рази перевищує її діаметром. Незважаючи на значні розміри, планета має слабку атмосферу. Дослідження поки що не пройшло рецензування, але вже доступно до ознайомлення у відкритому архіві arXiv.
GJ 523b знайшли за даними космічного телескопа TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), який виявляє екзопланети з періодичного зниження яскравості зірок під час їх проходження перед світилом. Потім астрономи провели додаткові спостереження за допомогою 3,5-метрового телескопа наземного WIYN в Національній обсерваторії Кітт-Пік в Аризоні. За допомогою спектрографа вчені виміряли, як гравітація планети впливає на рух її батьківської зірки.
Об’єднавши результати спостережень, дослідники встановили, що маса GJ 523b приблизно 23,5 разу перевищує земну, та її радіус становить близько 2,55 радіуса Землі. Середня щільність планети оцінюється приблизно 7,7 грама на кубічний сантиметр. Сама планетна система порівняно молода – її вік становить близько 170 млн років.
Таке поєднання маси, розміру та щільності не вписується у загальноприйняті уявлення про формування планет. Згідно з існуючими моделями, спочатку з каменю та металу формується планетне ядро, яке, досягнувши певної маси, починає притягувати водень та гелій із газопилового диска, що оточує молоду зірку. У Сонячній системі, наприклад, газові оболонки Юпітера та Сатурна почали формуватися при масі ядер, що дорівнює близько 20 мас Землі.
«Це зовсім не те, на що ми очікували. Щільні планети самі по собі не рідкість, але це невеликі кам’янисті об’єкти, схожі на Землю або Меркурій. А ця планета в два з половиною рази більша за Землю», — пояснив співавтор дослідження Макс Крофт.
Вчені розглядають кілька можливих пояснень незвичайних властивостей GJ 523b. За однією з версій, планета колись знаходилася надто близько до своєї зірки, через що втратила значну частину газової оболонки.
«Атмосферу у такому разі буквально здуває. Якщо планета дуже сильно нагрівається, вона не здатна утримувати газову оболонку», – зазначив Крофт.
За іншою версією, GJ 523b могла сформуватися після зіткнення двох великих планет. Тепло, що виділилося при цьому, могло призвести до викиду атмосфери та утворення одного великого щільного кам’янистого об’єкта.
«Термін «мега-Земля» використовують уже понад десять років, проте досі у нас не було планети, якою можна було б конкретно визначити, що під ним мається на увазі. GJ 523b нарешті дає таку можливість. Примітно й те, що астрономи не можуть самостійно сформулювати точне визначення «мега-Землі»: нам потрібні геологи, які розуміють, як залізо і гірські породи поводяться при тисках, недосяжних в жодній лабораторії на Землі, а також фахівці з атмосфер, здатні визначити, яка частка виміряних нами параметрів. Бітті.
