K2-25b противоречит теории формирования планет

Наблюдения с использованием NSF NOIRLab-программы показывают экзопланету молодой звезды в скоплении Гиад. Она необычайно плотна для своих размеров и возраста. Вес экзопланеты соответствует 25 массам Земли, а сама она чуть меньше Нептуна. Существование такого объекта противоречит предположениям ведущих теорий формирования планет. В результате новых наблюдений экзопланеты K2-25b возник вопрос о том, как она появилась, сообщают ученые в Astronomical Journa .

От нас до звездного скопления Гиад, куда входит M-карлик, центральная звезда K2-25b, приблизительно 150 световых лет. Этому скоплению молодых звезд в направлении созвездия Тельца 600 миллионов лет. Обращается экзопланета вокруг M-карлика за 3,5 дня.

Астрономы предполагают, что планеты-гиганты формируются, собирая сначала скромное ледяное ядро, ​​в 5-10 раз превышающее массу Земли. Затем они создают огромную газовую оболочку, которая в сотни раз больше этой массы. В результате получается газовый гигант, напоминающий Юпитер.

K2-25b нарушает все правила: с массой, в 25 раз превышающей земную, и скромными размерами, экзопланета почти целиком состоит из ядра ​​и очень незначительной газообразной оболочки. Эти странные свойства создают две загадки для астрономов. Во-первых, как K2-25b собрала такое большое ядро, которое во много раз больше предсказанного теорией предела, составляющего 5-10 земных масс? Во-вторых, как с такой большой массой ядра и сильным гравитационным притяжением избежать накопления значительной газовой оболочки?

Экзопланета меньше по размеру, чем Нептун, но примерно в 1,5 раза массивнее. «K2-25b необычна, - отметил глава исследовательской группы Гудмундур Стефанссон, научный сотрудник Принстонского университета. - Обычно эти миры имеют низкую плотность, а некоторые - даже расширенные испаряющиеся атмосферы. K2-25b, судя по проведенным измерениям, кажется, имеет плотное ядро, скалистое или богатое водой, с тонкой оболочкой».

Чтобы изучить природу и происхождение K2-25b, астрономы определили ее массу и плотность. Хотя размер экзопланеты был первоначально измерен с помощью спутника НАСА "Кеплер", ее размер уточнили с помощью высокоточных измерений, проведенных с 0,9-метрового телескопа WIYN в КПНО и 3,5-метрового телескопа в APO.

Наблюдения, сделанные с помощью этих двух телескопов, основывались на простой, но эффективной методике, разработанной в рамках докторской диссертации Стефанссона. В этой технологии используется умный оптический компонент, называемый инженерным рассеивателем, который можно приобрести примерно за 500 долларов. Он позволяет во время транзита планеты более точно измерять светимость звезды и, в частности, размер орбитальной планеты.

Благодаря наблюдениям с помощью диффузоров астрономы теперь могут с большей точностью прогнозировать, когда K2-25b пройдет транзитом свою центральную звезду. Если раньше транзиты можно было прогнозировать только с точностью 30-40 минут, то теперь - до 20 секунд. Это улучшение имеет решающее значение для планирования последующих наблюдений.

Источник: phys.org