Астрономи зіткнулися з незрозумілою загадкою: три ультра-малоплотні екзопланети, що обертаються навколо далекої зірки, залишаються прихованими за таким щільним серпанком, що навіть потужний космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) не може її пронизати. Ці світи, що отримали прізвисько “планети-вата”, через їхню виключно низьку щільність, кидають виклик сучасним уявленням про формування планет.
Загадкова Система Kepler-51
Планети – Kepler-51b, c і d – знаходяться на відстані 2615 світлових років у системі з чотирьох планет. Вони були вперше виявлені за допомогою космічного телескопа “Кеплер” NASA, який зафіксував їхнє проходження перед зіркою. Вимірювання розмірів і мас планет виявили аномалію: вони можна порівняти за розміром із Сатурном, але мають лише невелику частину його маси.
Зокрема, планети 51b, c і d мають радіуси в 7.1, 9 і 9.7 рази більше за земний, тоді як їх маси становлять всього 3.7, 5.6 і 5.6 земних мас відповідно. Сатурн, порівняння, має масу в 95 разів більше земної. Це робить їх надзвичайно легкими, з щільністю, що швидше нагадує цукрову вату, ніж скелясті або газові планети.
Проблема з Димкою
Спроби проаналізувати атмосфери цих планет за допомогою космічного телескопа “Хаббл”, так і JWST виявилися безуспішними. Димка, що оточує Kepler-51d, настільки щільна, що спектроскопічний аналіз, заснований на ідентифікації хімічного відбитка молекул в атмосфері, не дав жодних результатів.
“Світло зірки фільтрується через атмосферу планети, перш ніж досягти наших телескопів”, – пояснила Джесіка Ліббі-Робертс з Університету Тампи. “Якщо ми дивимося в діапазоні довжин хвиль … ми отримуємо свого роду “відбиток пальця” атмосфери планети, що розкриває її склад”. Однак такого “відбитка” не з’явилося, що вказує на те, що серпанок пригнічує будь-які атмосферні сигнали.
Чому це важливо
Існування цих ультра-малоплотних планет вносить хаос у сучасні моделі формування газових гігантів. Газові гіганти, такі як Юпітер та Сатурн, формуються навколо щільних ядер, які гравітаційно притягують газ із навколишнього протопланетного диска. Планети в системі Kepler-51, однак, здаються такими, що мають невеликі ядра і роздуті атмосфери — комбінація, яка не пояснюється.
Система також відносно молода (приблизно 500 мільйонів років), що дозволяє припустити, що планети перебувають у перехідному стані. Активність зірки може відривати зовнішні гази, а це означає, що ці світи можуть не залишатися такими “пухнастими” надовго.
Майбутні дослідження
Інша команда зараз аналізує атмосферу Kepler-51b, використовуючи інструмент NIRSpec JWST. У разі успіху ці спостереження можуть дати ключ до походження всіх трьох дивних планет у системі. Поки що ж таємниця “планет-вати” залишається нерозгаданою, наголошуючи на величезній невідомості, прихованій у космосі.
Система Kepler-51 є унікальним викликом для планетологів: як можуть формуватися газові гіганти з такою низькою щільністю і такою товстою атмосферою? Подальші спостереження матимуть вирішальне значення розкриття цієї космічної загадки.
