Обнаружена гигантская «зефирная» планета

Гигантская газовая планета TOI-3757 b с плотностью зефира была обнаружена на орбите вокруг холодного красного карлика на расстоянии 580 световых лет от Земли в направлении созвездия Возничего. Наблюдения были проведены астрономами Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне, которые опубликовали статью в журнале The Astrophysical Journal. Экзопланета относится к так называемым неплотным газовым гигантам или суперпаффам — классу экзопланет, имеющих размер газового гиганта, но обладающих массой, равной всего лишь нескольким массам Земли.

Первоначально экзопланета была обнаружена космическим телескопом НАСА TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), который занимается поиском внесолнечных планет методом транзита, выискивая сигналы падения яркости звезд. Такое падение яркости может происходить, когда на фоне диска звезды проходит крупное небесное тело, например, вращающаяся вокруг нее планета. Дополнительные наблюдения были проведены с помощью наземных инструментов, в том числе прибора для измерения радиальной скорости звезд NEID и прибора для получения спекл-изображений NESSI, размещенных на телескопе WIYN в Аризоне.

Диаметр планеты достигает примерно 150 тысяч километров, что чуть больше диаметра Юпитера (139,8 тысячи километров). Она делает полный оборот вокруг звезды всего за 3,5 дня, что в 25 раз короче орбитального периода Меркурия, равного 88 дням. Измерение радиальной скорости дало массу, равную около одной четверти массы Юпитера, что примерно в 85 раз больше массы Земли. Итоговая средняя плотность оказалась равна 0,27 грамма на кубический сантиметр, что составляет менее половины плотности Сатурна и около четверти плотности воды.

Сверхнизкая плотность TOI-3757 b может объясняться двумя факторами. Первый относится к каменистому ядру, которое в случае обычных газовых гигантов достигает несколько десятков масс Земли, после чего начинает притягивать к себе большое количество газа, образуя толстую газовую оболочку. Звезда TOI-3757 обладает более низким содержанием тяжелых элементов, что могло привести к более медленному формированию каменного ядра и неконтролируемой газовой аккреции, что в итоге повлияло на плотность всей планеты. Во-вторых, орбита экзопланеты, вероятно, является эллиптической, и когда TOI-3757 b приближается к звезде, то происходит приливной нагрев, раздувающий газовую оболочку.

Традиционно считается, что газовые гиганты очень редко формируются на орбитах вокруг красных карликов, которые отличаются высокой активностью и извергают мощные вспышки, способные лишить планету атмосферы. Как правило, гигантские экзопланеты находятся на большом удалении от родительских звезд. Согласно некоторым гипотезам, суперпаффы лишь кажутся большими, чем есть на самом деле из-за выбросов пыли в верхние слои атмосферы или из-за несовершенства астрономических инструментов.