Астрономы нашли свидетельства большого столкновения в системе Kepler-107

В 2014 году телескоп «Кеплер» обнаружил четыре экзопланеты, вращающиеся вокруг одиночной солнцеподобной звезды, расположенной на расстоянии 1600 световых лет от Земли в созвездии Лебедя. Система получила обозначение Kepler-107. Она весьма компактна. Все четыре экзопланеты находятся ближе к звезде, нежели орбита Меркурия.

На протяжении трех последующих лет астрономы вели наблюдения за Kepler-107 при помощи спектрографа HARPS-N, установленного на телескопе TNG обсерватории Роке-де-лос-Мучачос. Он отслеживал изменения радиальной скорости звезды, вызванные воздействием гравитации ее компаньонов. Астрономы используют этот метод для определения массы экзопланет.

Анализ данных HARPS-N преподнес небольшой сюрприз. Оказалось, что две ближайшие к звезде экзопланеты Kepler-107b и Kepler-107c (их орбиты пролегают на расстоянии 6.7 и 9 миллионов км от ее поверхности) имеют массу, эквивалентную трем и девяти массам Земли. При этом, оба тела очень похожи по размерам. Их радиус составляет 1.5 — 1.6 радиуса Земли. Это означает, что средняя плотность Kepler-107b составляет 5.3 г/см3, что сопоставимо со средней плотностью нашей планеты. А вот средняя плотность Kepler-107c намного выше и равна 12.6 г/см3.

 

В попытке найти ответ на вопрос, чем обусловлено столь разительное экзопланет отличие в массе при практически идентичных размерах, исследователи прибегли к компьютерному моделированию. Симуляция показала, что наиболее вероятным сценарием формирования Kepler-107c, является лобовое столкновение между двумя примерно схожими по размерам протопланетами. Удар выбросил большую часть их мантии в окружающее пространство, оставив плотное железно-никелевое ядро.

Астрономы также допускают, что Kepler-107c могла столкнуться с несколькими протопланетами меньших размеров. Множественные удары лишили экзопланету почти всей мантии, сделав ее плотнее, чем она была изначально.