Астрономы открывают тайны сверхземель

У звезды на расстоянии около 100 световых лет в созвездии Рыб, GJ 9827, есть планета, которая может быть одной из самых массивных и плотных сверхземных планет, обнаруженных на сегодняшний день в соответствии с новыми исследованиями, возглавляемыми Джоанной Теске Карнеги.

Эта новая информация дает доказательства, позволяющие астрономам лучше понять процесс формирования таких планет.

В системе звезды GJ 9827 на самом деле размещается трио планет, обнаруженное миссией NASA по геолокации Кеплера/К2, и все три больше Земли. Это размер, который миссия Кеплера определила как наиболее распространенный в галактике с периодами обращения от нескольких дней до нескольких сотен дней.

Однако, в нашей Солнечной системе нет планет такого размера. Это заставляет ученых интересоваться условиями, в которых они формируются и развиваются.

Один важный ключ к пониманию истории планеты — определить ее состав. Являются ли эти сверхземли скалистыми мирами, как наша собственная планета? Или у них есть твердые ядра, окруженные большими, газообразными атмосферами?

Чтобы попытаться понять, из чего состоит ​​экзопланета, ученые должны измерить как ее массу, так и ее радиус, что позволит им определять ее объемную плотность.

При количественном определении планет таким образом астрономы заметили тенденцию. Оказывается, что планеты с радиусами, превышающими примерно в 1,7 раза радиус Земли, имеют большую плотную газовую атмосферу, такую как у Нептуна, а те, у кого радиус меньше этой величины, являются скалистыми, как наша родная планета.

Некоторые исследователи предположили, что это различие вызвано фотоэвапарированием, которое рассеивает с окружающих оболочек планет так называемых летучие вещества, такие как вода и углекислый газ, которые имеют низкие температуры кипения, — создавая планеты меньшего радиуса. Но для того, чтобы действительно проверить эту теорию, необходима дополнительная информация.

Именно поэтому три планеты звезды GJ 9827 являются особыми — с радиусами 1.64 (планета б), 1.29 (планета c) и 2.08 (планета d), они охватывают эту разделительную линию между сверхземными (каменистыми) и субнептунскими планетами.

«Обычно, если обнаруживается транзитная планета, требуется несколько месяцев, если не год или больше, чтобы собрать достаточное количество наблюдений для измерения ее массы», — пояснил Теске. «Поскольку GJ 9827 — яркая звезда, нам повезло, она оказались в каталоге звезд, которые астрономы Карнеги наблюдали за планетами с 2010 года».

Наблюдения спектрографа PFS показывают, что планета B примерно в восемь раз больше массы Земли, что сделало ее одной из самых массивных и плотных сверхземель, которые были обнаружены. Массы для планеты C и планеты D оцениваются примерно в два с половиной и в четыре раза больше, чем у Земли, хотя неопределенность в этих двух значениях пока высока.

«Для получения дополнительной информации по этим трем планетам необходимы дополнительные наблюдения», — сказал Ванг. «Но они действительно кажутся одними из лучших кандидатов, чтобы проверить наши идеи о том, как супер-Земля формируется и развивается, потенциально используя предстоящий космический телескоп «Джеймс Вебб».