Новые исследования гиганта TOI-1853b в созвездии Волопаса показали его высокую плотность, превышающую плотность стали. Ученые предполагают, что столкновение с другим крупным объектом могло стать причиной такой высокой плотности, хотя этот сценарий плохо объясняет некоторые свойства планеты.
В 2019 году с помощью космического телескопа TESS обнаружили планету TOI-1853b. Это небесное тело размером с Нептун удалено от Земли на 544 световых года и обращается вокруг оранжевого карлика TOI-1853 из созвездия Волопаса. Расстояние между планетным объектом и звездой в 50 раз меньше, чем дистанция между Солнцем и Землей.
Последние исследования показали, что средняя плотность TOI-1853b почти 10 граммов на кубический сантиметр. В Вселенной существуют и более плотные планеты: например, плотность LHS 1815b примерно 18 граммов на кубический сантиметр (хотя эта оценка неточная), а Kepler-131c, находящаяся в созвездии Лиры, может оказаться еще плотнее. Но это сравнительно небольшие небесные тела размером примерно с Землю. А среди планет, аналогичных по размерам TOI-1853b, она безусловный чемпион: ее плотность почти вдвое выше, чем у любой из них. Для сравнения, среди гигантских планет Солнечной системы наибольшую плотность имеет Нептун — 1,64 грамма на кубический сантиметр, что в шесть раз меньше, чем у TOI-1853b.
TOI-1853b имеет необычные характеристики. Планеты, расположенные так же близко к своим звёздам, как и она, обычно бывают либо небольшими каменистыми планетами размером с Марс или меньше, либо огромными газовыми гигантами с небольшой плотностью. TOI-1853b – комбинация этих двух вариантов, сочетая большие размеры с высокой плотностью.
Что обуславливает такие удивительные свойства экзопланеты TOI-1853b? Ученые полагаютУстойчивый термин в планетологии, обозначающий столкновение планет друг с другом, может объяснять особенности TOI-1853b. Компьютерное моделирование показало, что для достижения плотности этой планеты потребовалось бы соударение двух небесных тел со скоростью около 75 километров в секунду. Такое событие уничтожило бы часть атмосферы и водных запасов, оставив в основном каменистые породы высокой плотности. Однако такой сценарий не объясняет большую массу TOI-1853b (равную 73 земным), минимум половина которой приходится на твердое скалистое ядро.
Ученые предлагают другое объяснение: планета могла обращаться по высокоэллиптической орбите, очень сильно приближаясь к звезде на каждом витке. Это привело бы к тому, что из-за нагрева планета утратила большую часть атмосферы, оставив лишь плотное ядро. Возможно, проходя рядом со звездой, TOI-1853b каким-то образом «собрала» более мелкие тела, близкие к светилу.
Первый сценарий предполагает присутствие второй планеты вокруг звезды TOI-1853. Исследователи планируют новые наблюдения за звездой и ее окружением. Предполагается также более детальное изучение состава атмосферы TOI-1853b. Это поможет определить наиболее вероятную гипотезу, что позволит ученым лучше понять механизмы формирования и эволюции планетных систем.