Удивительная экзопланета бросает вызов теории образования планет

Новые детальные наблюдения выявили экзопланету, вращающуюся вокруг молодой звезды, которая необычно плотна для своего размера и возраста. При массе 25 земных масс и размере чуть меньшем, чем у Нептуна, существование этой экзопланеты противоречит предсказаниям ведущих теорий формирования планет.

Наблюдения экзопланеты, известной как K2-25b поднимают новые вопросы о современных теориях формирования планет. Было обнаружено, что экзопланета необычайно плотна для своих размеров и возраста, что ставит вопрос о том, как она возникла.

Планета немного меньше Нептуна, обращается вокруг звезды М-карлика — самого распространенного типа звезд в галактике, совершая полный оборот по орбите за 3,5 дня.

Эта планетная система входит в состав звездного скопления Гиады — рассеянное скопления звезд в направлении созвездия Тельца. Системе около 600 миллионов лет, и она расположена примерно в 150 световых годах от Земли.

Планеты с размерами между Землей и Нептуном являются частыми спутниками звезд Млечного Пути, несмотря на то, что в нашей Солнечной системе таких планет нет. Понимание того, как эти «суб-Нептуновые» планеты формируются и развиваются, является важным вопросом в исследованиях экзопланет.

Астрономы предсказывают, что гигантские планеты формируются, сначала собирая «скромное» каменно-ледяное ядро в 5-10 раз больше массы Земли, а затем покрывают себя массивной газовой оболочкой в сотни раз больше массы Земли.

В результате получается газовый гигант вроде Юпитера. К2-25В нарушает все правила этой общепринятой картины: имея массу в 25 раз больше земной и относительно скромные размеры, К2-25В представляет собой почти полностью ядро и очень малую газовую оболочку.

Эти странные свойства представляют собой две загадки для астрономов, которые остаются неразгаданными.

Во-первых, как K2-25b собрал такое большое ядро, во много раз превышающее предел массы в 5-10 земных масс, предсказанный теорией?

И во-вторых, с его высокой массой ядра и, как следствие, сильным гравитационным притяжением — как он избежал накопления значительной газовой оболочки?

Астрономы, изучавшие К2-25б, нашли полученный результат удивительным.

«K2-25b необычен», — сказал Гудмундур Стефанссон из Принстонского университета, который возглавлял исследовательскую группу.

По его словам, экзопланета меньше по размерам, чем Нептун, но примерно в 1,5 раза массивнее.

«Планета очень плотная учитывая размер и возраст, в отличие от других молодых планет размером с Нептун, которые вращаются вблизи своей звезды-хозяина», — сказал Стефанссон. — Обычно эти миры имеют низкую плотность, а некоторые даже расширенные испаряющиеся атмосферы. K2-25b видимо имеет плотное ядро, либо каменистое, либо богатое водой, с тонкой атмосферой.»

The Habitable-zone Planet Finder Reveals A High Mass and a Low Obliquity for the Young Neptune K2-25b, arXiv:2007.12766 [astro-ph.EP] arxiv.org/abs/2007.12766