Астрономы нашли «старшего брата» Меркурия размером с Землю
Астрономы обнаружили экзопланету, которая по внутреннему строению схожа с Меркурием, по размеру близка к Земле и вращается вокруг оранжевого карлика. Как сообщают ученые в журнале Nature Astronomy, им впервые удалось открыть за пределами Солнечной системы планету, в которой относительное содержание веществ сильно отличается от того, что наблюдается в материнской звезде.
Меркурий отличается от остальных планет земной группы тем, что обладает необычайно крупным ядром. Если ядро Земли составляет только 30 процентов ее массы, то для Меркурия это значение достигает 70 процентов. Планета фактически лишена мантии, что некоторые астрономы объясняют возможным столкновением с другим небесным телом, которое лишило Меркурий «внешнего покрова». Однако, чтобы подтвердить достоверность этой теории, необходимо найти другие примеры подобных планет.
Астрономы под руководством Александра Сантерна (Alexandre Santerne) из Университета Экс-Марсель изучили данные телескопа «Кеплер» об оранжевом карлике EPIC 228801451. Анализ кривой блеска показал, что вокруг звезды вращаются три планеты — K2-229 b, c и d. Две из них более чем в 20 раз крупнее Земли, в то время как другая, самая близкая к EPIC 228801451 планета, имеет массу лишь 2,5 земных. Она вращается вокруг материнской звезды с периодом 14 часов, а ее радиус почти равен радиусу нашей планеты.
Сравнение K2-229 b с другими небесными телами показало, что по внутреннему строению планета должна быть близка в Меркурию. Она обладает большим металлическим ядром (68 процентов массы планеты) и довольно тонкой силикатной мантией. Исследователи отмечают, что открытие стало неожиданностью, так как у оранжевого карлика и K2-229 b разное соотношение железа и кремния.
Астрономы выдвинули сразу несколько теорий, объясняющих, как могла исчезнуть мантия планеты. Первая предполагает, что из-за близости к горячей звезде поверхность небесного тела нагрета до температуры 2330 кельвинов, из-за чего мантия испарилась, образовав плотную газовую оболочку из силикатов. Однако для того, чтобы сдуть такую атмосферу энергии звезды недостаточно. С другой стороны, молекулы газа могут «убегать» в космос в результате взаимодействия с магнитным полем светила или под влиянием вспышек, но этот механизм будет достаточно эффективным лишь в случае, если у K2-229 b нет мощной магнитосферы.
Согласно другому сценарию, в небесное тело мог врезаться другой крупный объект, осколки которого, теоретически, могут при таком сценарии стать спутниками планеты. Тогда должна наблюдаться корреляция между «архитектурой» планетных систем и наличием в них похожих на Меркурий небесных тел. Если она обнаружится, планеты подобного типа могут стать главной целью для поиска относительно крупных экзолун.
На сегодняшний день предполагается, что Меркурий имеет жидкое железно-никелевое ядро радиусом 1800–1900 километров, которое содержит около основную часть массы планеты. Оно также составляет 3/4 его диаметра, что сопоставимо с размером Луны, и концентрация железа в нем выше, чем у любой другой планеты.
Кристина Уласович
Но не все из них станут потом планетами
Астрономы при помощи телескопов VLT и ALMA впервые увидели результаты действия механизма гравитационной нестабильности в планетарных масштабах. Они обнаружили крупные сгустки вещества, могущие быть зародышами планет, в газопылевой оболочке вокруг молодой звезды V960 Mon. Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters. Модель аккреции газа из протопланетного диска на твердое ядро, рождающееся за счет слипания пылевых частиц и планетезималей, считается основной для объяснения формирования газовых гигантов. Однако для экзогигантов и коричневых карликов, находящихся на больших расстояниях от родительских звезд, такая модель подходит хуже, так как время жизни газового диска будет меньше, чем время, необходимое для набора массы объектом. В этом случае модель формирования крупного тела за счет гравитационной нестабильности во внешней части протопланетного диска считается более подходящей, причем лежащие в ее основе физические механизмы могут объяснять и вспышки аккреции вещества на молодые звездные объекты, например фуоры. Группа астрономов во главе с Филиппом Вебером (Philipp Weber) из Университета Сантьяго в Чили опубликовала результаты анализа наблюдений за молодой звездой V960 Mon, проведенных при помощи приемника SPHERE, установленных на комплексе телескопов VLT, в 2016 году. Ученые также использовали архивные данные наблюдений за звездой наземной системы радиотелескопов ALMA. V960 Mon находится на расстоянии около пяти тысяч световых лет от Солнца в созвездии Единорога и относится к фуорам. Она находится в фазе вспышки аккреции с 2014 года и окружена газопылевой оболочкой с массой около 0,6 массы Солнца. Ученые обнаружили вокруг звезды S-образную структуру, у которой обе части состоят из как минимум двух смежных спиральных рукавов. Их протяженность составляет несколько тысяч астрономических единиц. Вблизи звезды наблюдается яркий компаньон, а в спиральных рукавах заметны сгустки вещества, которые при температуре в 50 кельвин могут содержать от 3 до 10 масс Земли в твердой фазе и около 1-3 масс Юпитера в виде газа. Обнаружение сгустков планетарной массы означает, что спиральные рукава фрагментируются за счет гравитационной нестабильности, а сами сгустки могут быть зародышами планет. Однако в дальнейшем часть из них может распасться, упасть на звезду или быть выброшенными прочь из системы, породив планеты-изгои. Ранее мы рассказывали о том, как спиральные рукава указали на гигантскую протопланету.