Открыта загадочная «Мега-Земля», которая в 23 раза тяжелее нашей планеты: экзопланета GJ 523b почему-то не захотела превращаться в газового гиганта

Астрономы обнаружили необычную экзопланету GJ 523b, которая при размерах всего в 2,5 раза больше Земли имеет массу примерно 23,5 земной. Столь высокая масса и плотность указывают, что планета преимущественно состоит из тяжелых материалов и имеет сравнительно небольшую газовую оболочку, хотя существующие модели формирования планет предполагают иной сценарий.

GJ 523b относят к так называемым «мега-Землям» — это неофициальное название исключительно массивных планет с преимущественно каменистым составом. Радиус обнаруженного мира примерно в 2,55 раза превышает земной. Его средняя плотность оценивается примерно в 7,74 г/см³ — для сравнения, средняя плотность Земли составляет около 5,51 г/см³.

Первоначально планету обнаружил космический телескоп NASA TESS, затем ученые провели дополнительные наблюдения с помощью 3,5-метрового телескопа WIYN Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне. Спектроскопические измерения позволили определить, насколько сильно GJ 523b гравитационно воздействует на свою звезду, и таким образом рассчитать ее массу.

GJ 523b совершает полный оборот вокруг своей звезды всего за 17,75 дня. Еще одной важной особенностью системы стал ее небольшой возраст — ученые оценивают его примерно в 170 млн лет.

Именно сочетание молодости и огромной массы делает GJ 523b особенно интересной. Согласно стандартным моделям, каменно-металлическое ядро по мере роста начинает активно притягивать водород и гелий из окружающего молодую звезду протопланетного диска. При достижении определенной массы процесс может ускориться и привести к образованию газового гиганта. В Солнечной системе по такому сценарию, как считается, формировались Юпитер и Сатурн.

GJ 523b уже имеет массу около 23 Земель, но по какой-то причине не превратилась в богатую газом планету. Высокая плотность объекта предполагает, что значительной водородно-гелиевой оболочки у него нет. Теперь астрономам предстоит объяснить, каким образом настолько массивный мир сохранил преимущественно тяжелый состав.

Среди возможных объяснений — потеря первоначально существовавшей атмосферы. Другой сценарий предполагает, что GJ 523b могла образоваться после столкновения двух крупных планет, в результате которого их каменистые части объединились, а значительная доля газовых оболочек была выброшена в космос.

Ученые рассчитывают найти больше подобных объектов. Несколько десятков сверхплотных «мега-Земель» позволили бы понять, являются ли они редкими аномалиями или представляют отдельный распространенный сценарий эволюции планет.

©  iXBT