Ядро газового гиганта обнаружили на орбите солнцеподобной звезды

Астрономы обнаружили неповрежденное, обнаженное ядро планеты — газового гиганта, находящегося на близкой орбите вокруг звезды, похожей на Солнце. Это открытие даст астрономам редкую возможность исследовать сердце древнего инопланетного мира, и их открытия могут рассказать нам больше о том, что лежит в основе газовых гигантов в нашей собственной солнечной системе, включая Юпитер и Сатурн.

Ядро было обнаружено транзитным спутником наблюдения экзопланет НАСА (TESS), который предназначен для наблюдения за обширной полосой ночного неба и наблюдения за крошечными провалами в звездном свете, которые происходят, когда планеты проходят между телескопом и поверхностью далекой звезды.

TESS зафиксировал одно такое колебание в солнцеподобной звезде, расположенной примерно в 730 световых годах от Земли. Анализ полученных данных показал, что вокруг звезды очень близко вращается объект, который теперь называется TOI 849 b и который был примерно размером с планету Нептун в нашей Солнечной системе.

По словам ученых, TOI 849 b находится так близко к своей звезде, что завершает оборот по орбите за 18 часов, а температура ее поверхности около 1800 К.

Звездный спутник был найден на орбите в так называемой нептуновой пустыне — области пространства, окружающей звезду, где, основываясь на современных моделях, астрономы не ожидали бы найти миры больше Нептуна.

После первоначального открытия астрономы использовали инструмент HARPS, установленный на 3,6-метровом телескопе Европейской южной обсерватории, расположенном в чилийской пустыне Атакама, для проведения последующих наблюдений.

HARPS способен точно отслеживать мельчайшие колебания в движении экзопланеты, когда она вращается вокруг звезды. Эти колебания проявляются в виде небольших сдвигов в световой сигнатуре планеты, которая называется спектром, создаваемым по мере того, как объект движется немного ближе и дальше от наблюдающего телескопа.

Из данных HARPS можно было вычислить массу TOI 849 b после того, как они были объединены с измерениями размеров планеты, исследователи смогли оценить ее плотность и на основании этого сделать лучшее предположение о том, из чего состоит этот мир.

Было обнаружено, что TOI 849 b имеет массу, эквивалентную примерно 40 землям, однако его радиус только в 3,4 раза превышает радиус нашей планеты. Следовательно, он должен был быть чрезвычайно плотным, предполагая, что он в основном состоит из железа, горных пород и воды и там очень мало легких элементов — водорода и гелия.

Это странно, поскольку такой объект, как TOI 849 b, должен был бы накапливать большое количество водорода и гелия в процессе планетообразования. Проще говоря, это должен быть газовый гигант, похожий на Юпитер в нашей родной солнечной системе.

Сочетание отсутствия ожидаемых газов, плотного состава чужого мира и его орбиты привело исследователей к выводу, что TOI 849 b был не чем иным, как открытым планетарным ядром.

Возможно, что этот объект действительно когда-то был похож на Юпитер, и впоследствии его обширная газовая оболочка была истощена. Интенсивное звездное излучение могло сорвать с поверхности газового гиганта большое количество вещества, выбросив его в космос.

Однако это не объясняет всей ситуации. Когда-то в далеком прошлом должно было произойти драматическое столкновение с другим планетарным телом, и планета могла бы серьезно пострадать, сместившись слишком близко к своей родительской звезде.

Кроме того, TOI 849 b может быть и не газовым гигантом. В этом сценарии ядро газового гиганта успешно сформировалось в аккреционном диске звезды, но по той или иной причине оно не смогло накопить огромные количества водорода и гелия, необходимые для того, чтобы стать Юпитероподобным телом.

Это могло быть связано с тем, что первичный диск был каким-то образом разрушен, оставляя пробелы, которые мешали молодому TOI 849 b захватывать материал. С другой стороны, ядро могло просто образоваться, когда диск уже был исчерпан, и ему не хватало материала для завершения процесса создания.

Независимо от того, как это произошло, открытие TOI 849 b дало астрономам редкий шанс наблюдать обнаженное ядро чужого мира. Это, в свою очередь, могло бы дать представление о формировании нашей собственной солнечной системы и о том, что лежит под кружащимися атмосферами Сатурна и Юпитера.

Автор статьи пока точно не знает состава TOI 849 b, однако будущие наблюдения могут решить эту загадку, поскольку любые обнаруженные газы, образующие тонкую атмосферу вокруг ядра, должны были бы исходить изнутри тела. Поэтому, поняв состав атмосферных газов, ученые могли бы сказать, из чего состоит ядро.

Статья была опубликована в журнале Nature.