Газовые гигантские экзопланеты вокруг ярких близлежащих звёзд дают важную информацию о механизмах формирования и эволюции планетных систем. Большинство этих планет демонстрируют определённые средние характеристики, служащие ориентиром для нашего понимания планетных систем. Однако такие экземпляры, как WASP-193b, предлагают уникальные возможности для изучения нетрадиционных процессов формирования и эволюции. Эта экзопланета имеет массу 0,14 массы Юпитера и радиус 1,5 радиуса Юпитера, что соответствует чрезвычайно низкой плотности 0,059 г/см3. Данное значение, как минимум на порядок меньше, чем у стандартных газовых гигантов, таких как Юпитер.
“WASP-193b – вторая наименее плотная планета, обнаруженная на сегодняшний день, после Kepler-51d, которая намного меньше”, – сказал доктор Халид Баркауи, астроном из Университета Льежа.
Чрезвычайно низкая плотность планеты делает её настоящей аномалией среди более чем пяти тысяч экзопланет, открытых на сегодняшний день. Эта чрезвычайно низкая плотность не может быть воспроизведена стандартными моделями облучённых газовых гигантов, даже при нереалистичном предположении о её струкутре без ядра.
WASP-193b вращается вокруг звезды главной последовательности типа F9 под названием WASP-193. Она совершает один оборот за 6,25 дня. Эта система, также известная как TIC 49043968, находится на расстоянии 1200 световых лет от Земли в созвездии Гидры.
Первоначально WASP-193b была обнаружена в архивных данных программы по поиску планет (WASP).
Затем доктор Баркауи и его коллеги использовали обсерватории TRAPPIST-South и SPECULOOS-South для измерения планетарного сигнала на разных длинах волн и подтверждения планетарной природы затменного объекта.
Наконец, они использовали спектроскопические наблюдения, собранные спектрографами HARPS и CORALIE, для измерения массы планеты.
“Измерения выявили чрезвычайно низкую плотность планеты. По их расчётам, её масса и размер составили около 0,14 и 1,5 массы Юпитера соответственно”, – сказали астрономы.
Результирующая плотность составила около 0,059 г/см3. Плотность Юпитера, напротив, составляет около 1,33 г/см3; а плотность Земли – более существенные 5,51 г/см3.
Одним из материалов, наиболее близких по плотности к новой, пухлой планете, является сладкая вата, плотность которой составляет около 0,05 г/см3.
“Планета настолько лёгкая, что трудно придумать аналогичный твердотельный материал”, – сказал профессор Массачусетского технологического института Жюльен де Вит.
Причина, по которой планета похожа на сладкую вату, заключается в том, что она в значительной степени воздушна. Планета, по сути, очень “пушистая”. Астрономы предполагают, что WASP-193b состоит в основном из водорода и гелия, как и большинство других газовых гигантов в нашей галактике Млечный Путь.
Эти газы, вероятно, образуют сильно раздутую атмосферу, которая простирается на десятки тысяч километров дальше, чем, например, атмосфера Юпитера. Как именно планета может так сильно раздуваться – это вопрос, на который пока не может ответить ни одна существующая теория формирования планет.
Это, конечно, требует значительного поступления энергии глубоко в недра планеты, но детали механизма ещё не изучены.
“Мы не знаем, куда отнести эту планету во всех теориях формирования, которые у нас есть сейчас, потому что она является исключением из всех. Мы не можем объяснить, как образовалась эта планета”, – сказал доктор Франсиско Посуэлос, астроном Института астрофизики Андалусии.
Более внимательное изучение её атмосферы позволит астрономам ограничить эволюционный путь этой планеты.