1252
Астрономи описали рідкісний тип екзопланети — так звану мега-Землю Глізе 523b, яка виявилася молодою, надзвичайно щільною та рухається орбітою, майже перпендикулярною до осі обертання своєї зорі. Про відкриття повідомляє видання Sci.News.
Глізе 523b (GJ 523b) обертається навколо зорі Глізе 523 (GJ 523) — карлика спектрального класу K, розташованого приблизно за 87 світлових років від Землі. Планета робить один оберт за 17,75 доби, тобто розташована дуже близько до своєї зорі.
Що таке мега-Земля і чим особлива Глізе 523b
Радіус Глізе 523b становить приблизно 2,55 радіуса Землі, але її маса у 23,5 раза більша за земну. Це дає середню густину близько 7,8 г/см³ — вищу, ніж у нашої планети, хоча за розмірами вона значно більша й могла б мати товсту атмосферу.
Астрономи вже понад десятиліття вживають термін «мега-Земля», але, за їхніми словами, саме Глізе 523b вперше дозволяє чітко окреслити, що мається на увазі під таким типом планет. Для цього потрібні не лише астрономічні вимірювання, а й знання геологів про поведінку заліза та порід за надвисоких тисків, а також моделі атмосфер, щоб зрозуміти, яка частина виміряної маси припадає на тверде ядро, а яка — на газову оболонку.
За словами дослідників, настільки щільні планети зазвичай невеликі й схожі на Землю або Меркурій. У випадку Глізе 523b йдеться про тіло, що у два з половиною рази більше за Землю, але при цьому надщільне, що робить його особливо незвичним.
Як підтвердили існування планети
Команда астрономів поєднала два типи спостережень. Спершу космічний телескоп TESS зафіксував транзити — невеликі падіння яскравості зорі, коли планета проходить перед її диском. Глибина цих «провалів» дала змогу оцінити розмір екзопланети, а частота транзитів — період обертання та відстань до зорі, з чого вивели орієнтовну температуру.
Потім дослідники використали спектрограф NEID на телескопі WIYN в обсерваторії Кітт-Пік, щоб отримати дані про променеву швидкість зорі. Ледь помітні коливання Глізе 523 під дією гравітації планети дозволили визначити її масу та остаточно підтвердити, що це саме планета, а не, наприклад, зоряний супутник.
Молода система з дивною орбітою
Проаналізувавши швидкість обертання Глізе 523 та кількох сусідніх зір, які рухаються разом у просторі, науковці оцінили вік системи приблизно у 169 мільйонів років. Це дуже молодий вік за астрономічними мірками.
Ще одна незвична риса — орбіта Глізе 523b. Вона нахилена щонайменше на 71° відносно екватора зорі. Це означає, що планета, ймовірно, пролітає над полюсами зорі, а не рухається приблизно в площині її екватора, як більшість планет у Сонячній системі. Таку орбіту можна порівняти з полярною орбітою супутників Землі, які пролітають над полюсами, а не над екватором.
Виклик для теорій формування планет
Поєднання великої маси, ймовірної відсутності товстої атмосфери, молодого віку та різко нахиленої орбіти важко пояснити стандартними моделями формування й еволюції планетних систем.
Автори роботи розглянули кілька можливих сценаріїв. Один із них передбачає сильні гравітаційні взаємодії з ще не виявленим зовнішнім компаньйоном, які могли «перекосити» орбіту Глізе 523b. Інша можливість — що планета успадкувала нахил від викривленого протопланетного диска, з якого вона формувалася.
Також обговорюється варіант, що Глізе 523b могла зазнати гігантських зіткнень або пізнього накопичення газу, через що ніколи не сформувала масивну атмосферу. За одним із припущень, планета могла втратити значну частину газової оболонки, коли проходила надто близько до зорі, або ж утворилася внаслідок зіткнення двох менших планет. У такому разі частина атмосфери просто «здулася» внаслідок нагрівання, і в результаті залишився великий, майже суцільно кам’яний об’єкт із мінімальною атмосферою.
Робота команди буде опублікована в журналі Astronomical Journal. Подальші спостереження за системою Глізе 523 мають допомогти з’ясувати, який із запропонованих сценаріїв найкраще пояснює походження цієї незвичайної мега-Землі.
Астрономи виявили надщільну мега-Землю Глізе 523b з’явилася спочатку на Цікавості.
