Астрономы столкнулись с необъяснимой загадкой: три ультра-малоплотные экзопланеты, вращающиеся вокруг далёкой звезды, остаются скрытыми за такой плотной дымкой, что даже мощный космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) не может её пронзить. Эти миры, получившие прозвище «планеты-вата», из-за их исключительно низкой плотности, бросают вызов современным представлениям о формировании планет.
Загадочная Система Kepler-51
Планеты — Kepler-51b, c и d — находятся на расстоянии 2615 световых лет в системе из четырёх планет. Они были впервые обнаружены с помощью космического телескопа «Кеплер» NASA, который зафиксировал их прохождение перед звездой. Измерения размеров и масс планет выявили аномалию: они сопоставимы по размеру с Сатурном, но имеют лишь небольшую часть его массы.
В частности, планеты 51b, c и d имеют радиусы в 7.1, 9 и 9.7 раза больше земного, в то время как их массы составляют всего 3.7, 5.6 и 5.6 земных масс соответственно. Сатурн, для сравнения, имеет массу в 95 раз больше земной. Это делает их необычайно лёгкими, с плотностью, скорее напоминающей сахарную вату, чем скалистые или газовые планеты.
Проблема с Дымкой
Попытки проанализировать атмосферы этих планет с помощью как космического телескопа «Хаббл», так и JWST оказались безуспешными. Дымка, окружающая Kepler-51d, настолько плотная, что спектроскопический анализ, основанный на идентификации химического «отпечатка» молекул в атмосфере, не дал никаких результатов.
«Свет звезды фильтруется через атмосферу планеты, прежде чем достичь наших телескопов», — объяснила Джессика Либби-Робертс из Университета Тампы. «Если мы смотрим в диапазоне длин волн… мы получаем своего рода «отпечаток пальца» атмосферы планеты, который раскрывает её состав». Однако такого «отпечатка» не появилось, что указывает на то, что дымка подавляет любые атмосферные сигналы.
Почему Это Важно
Существование этих ультра-малоплотных планет вносит хаос в современные модели формирования газовых гигантов. Газовые гиганты, такие как Юпитер и Сатурн, формируются вокруг плотных ядер, которые гравитационно притягивают газ из окружающего протопланетного диска. Планеты в системе Kepler-51, однако, кажутся имеющими небольшие ядра и раздутые атмосферы — комбинация, которая не поддаётся объяснению.
Система также относительно молода (примерно 500 миллионов лет), что позволяет предположить, что планеты находятся в переходном состоянии. Активность звезды может отрывать внешние газы, а это значит, что эти миры могут не оставаться такими «пушистыми» надолго.
Будущие Исследования
Другая команда в настоящее время анализирует атмосферу Kepler-51b, используя инструмент NIRSpec JWST. В случае успеха, эти наблюдения могут дать ключ к происхождению всех трёх странных планет в системе. Пока же тайна «планет-ваты» остаётся неразгаданной, подчеркивая огромную неизвестность, скрытую в космосе.
Система Kepler-51 представляет собой уникальный вызов для планетологов: как могут формироваться газовые гиганты с такой низкой плотностью и такой толстой атмосферой? Дальнейшие наблюдения будут иметь решающее значение для раскрытия этой космической загадки.
