Найдено множество экзопланет с кольцами?

Астрономы давно ломают голову над загадкой некоторых планет, которые имеют невероятно большие радиусы для своей массы. Теперь предложена интригующая версия, что учёных сбивают с толку масштабные кольца этих миров.

Гипотеза изложена в препринте научной статьи, опубликованном на сайте arXiv.org учёными из Института Карнеги и Калифорнийского технологического института.

Напомним, что в Солнечной системе кольца имеют все четыре планеты-гиганта и несколько малых тел. Наши знания о механизмах образования колец говорят о том, что это явление должно быть достаточно распространённым, и среди более чем 4100 известных экзопланет наверняка есть "окольцованные".

В то же время астрономы лишь несколько раз сообщали о возможном открытии планет с кольцами, да и эти данные могут быть объяснены альтернативными гипотезами. Всё дело в том, что разглядеть с Земли кольца у далёкого мира крайне сложно.

В то же время специалистов давно тревожит загадка сверхраздутых планет (super-puffs), список которых регулярно пополняется. Судя по их массам и радиусам, эти тела имеют среднюю плотность менее 0,3 грамма на кубический сантиметр. Это в четыре с лишним раза меньше средней плотности Юпитера и в три с лишним раза – плотности воды.

Астрономам известно, что планеты могут раздуваться под воздействием нагрева, если находятся достаточно близко к своему солнцу. Но размеры многих обнаруженных миров нельзя объяснить и этим.

Авторы нового исследования высказали простую и красивую мысль: что, если измеренные с Земли диаметры относятся не к планете как таковой, а к системе "планета + кольца"? Тогда сама экзопланета значительно меньше, и её плотность не так мала, как кажется.

Эксперты опробовали свою гипотезу на нескольких сверхраздутых мирах. Выяснилось, что для некоторых из них она действительно может объяснить данные наблюдений, хотя и с оговорками.

Так, планеты Kepler 51 b, 51 c, 51 d и 79 d находятся слишком близко к своим светилам, чтобы щеголять ледяными кольцами, как Сатурн. Если у них и есть подобные украшения, то они состоят из каменных глыб.

Kepler 18 d, 223 d, и 223 e потенциально могут иметь кольца, но они были бы деформированы притяжением родительской звезды. К слову, именно для этой тройки планет непосредственно проверить гипотезу о кольцах проще всего. По расчётам авторов, для этого требуется измерение блеска светила с точностью 50–150 ppm (1 ppm – это миллионная доля исходной величины). Такую точность должен обеспечить космический телескоп "Джеймс Уэбб", который планируется запустить уже в 2021 году.

Лучше всего "кольцевая" версия согласуется с наблюдениями миров Kepler 87 c и 177 c. Но здесь для её проверки нужна фантастическая точность измерения яркости: порядка 10 ppm.

Разумеется, лишь будущие наблюдения помогут понять, справедливы ли интригующие предположения авторов.