Почему она такая легкая и горячая? Планета-пушинка ломает представления о космосе

Астрономы, вооружённые сверхмощным телескопом имени Джеймса Уэбба, исследовали загадочную экзопланету WASP-107b и обнаружили удивительные детали её внутреннего строения. Масса, химический состав и структура планеты настолько необычны, что ученые пересматривают прежние представления о формировании газовых гигантов.

Планета-сюрприз

WASP-107b — горячий "нептуноподобный" мир, открытый в 2017 году, удалённый от нас на 212 световых лет. Несмотря на размеры, сопоставимые с Юпитером, по массе он ближе к Нептуну — в 10 раз легче газового гиганта нашей системы. Эта несоразмерность между размерами и массой делает его настоящей планетой-пушинкой — super-puff, как её называют в англоязычной научной литературе.

Планета близко расположена к родительской звезде — в 16 раз ближе, чем Земля к Солнцу. Такое соседство способствует мощному нагреву и делает WASP-107b объектом повышенного интереса для исследователей.

Внутренности под инфракрасным прицелом

С помощью спектрографа JWST NIRSpec, работающего в ближнем инфракрасном диапазоне, учёные изучили атмосферу экзопланеты и обнаружили:

• диоксид серы,
• углекислый газ,
• угарный газ,
• воду,
• и, неожиданно, аномально низкое количество метана.

Эта химическая головоломка заставила исследователей глубже заглянуть в физику недр WASP-107b. Оказалось, что содержание тяжёлых элементов в её атмосфере в 43 раза превышает солнечное, что существенно выше, чем на Уране и Нептуне.

Почему так мало метана?

Ответ кроется в вулканической активности изнутри. Температура в недрах достигает 460 кельвинов (около 187°C). Это вызывает интенсивную конвекцию — вещества перемешиваются и поднимаются вверх, где метан вступает в химические реакции и разрушается под действием света звезды.

Такой сценарий требует массивного ядра — его масса, по оценкам, в 12 раз больше земной. Этот результат противоречит прежним моделям, в которых допускалась куда меньшая плотность ядра.

"Мы видим мир, который буквально ломает рамки прежнего понимания строения планет", — комментируют авторы исследования.

В поисках причины жара

Но почему ядро такое горячее? Учёные предполагают, что здесь может играть роль приливное взаимодействие между планетой и её звездой — тот самый процесс, что вызывает вулканизм на спутнике Юпитера Ио. Однако чтобы подтвердить это, нужны дальнейшие наблюдения и уточнение орбитальных параметров.