Свежие исследования, проведенные в отношении экзопланеты TOI-1853b, расположенной в созвездии Волопаса, выявили, что ее плотность увеличилась по сравнению с предыдущими измерениями. Специалисты предполагают, что причиной такой высокой плотности могло быть столкновение с другим крупным космическим объектом, однако эта гипотеза, по всей видимости, не в полной мере объясняет некоторые особенности планеты.
В 2019 году космический телескоп TESS, созданный для поиска экзопланет, позволил обнаружить планету TOI-1853b. Этот объект, сопоставимый по размерам с Нептуном, расположен в 544 световых годах от Земли и вращается вокруг оранжевого карлика TOI-1853, находящегося в созвездии Волопаса. Планета находится на значительно меньшем расстоянии от своей звезды, чем Земля от Солнца: это расстояние составляет всего 50-кратное уменьшение дистанции между нашей планетой и звездой.
Новейшие исследования указывают на то, что средняя плотность TOI-1853b составляет около 10 граммов на кубический сантиметр. Во Вселенной встречаются и более плотные планеты: например, плотность LHS 1815b оценивается примерно в 18 граммов на кубический сантиметр (хотя эта цифра требует уточнения), а Kepler-131c, расположенная в созвездии Лиры, возможно, обладает еще большей плотностью. Однако эти объекты – сравнительно небольшие небесные тела, сопоставимые по размерам с Землей. А вот среди планет, близких к TOI-1853b по габаритам, она является абсолютным лидером: ее плотность почти вдвое превышает плотность любых других подобных планет. В качестве примера, среди газовых гигантов Солнечной системы наибольшая плотность характерна для Нептуна — 1,64 грамма на кубический сантиметр, что значительно меньше, чем плотность TOI-1853b.
TOI-1853b обладает весьма необычными характеристиками. Экзопланеты, находящиеся на столь близком расстоянии от своих звезд, как эта, как правило, принадлежат к одному из двух типов: это либо небольшие каменные планеты, сопоставимые с Марсом или меньше, либо массивные газовые гиганты с низкой плотностью. TOI-1853b сочетает в себе черты обоих этих типов, обладая значительными размерами и высокой плотностью.
Что объясняет такие уникальные характеристики экзопланеты TOI-1853b? Ученые полагают, выражение «гигантское столкновение» может показаться громоздким, однако это общепринятый термин в планетологии, используемый для описания столкновений планет. Компьютерные расчеты продемонстрировали, что для формирования плотности, характерной для TOI-1853b, необходимо соударение двух небесных тел с относительной скоростью примерно 75 километров в секунду. Подобное столкновение привело бы к разрушению части атмосферы и водных ресурсов планеты, оставив преимущественно каменистые породы высокой плотности. Однако, этот сценарий не позволяет объяснить значительную массу TOI-1853b, составляющую 73 земные массы, причем минимум половина этой массы приходится на твердое скалистое ядро.
Существует и альтернативная гипотеза: на начальном этапе планета могла двигаться по сильно вытянутой орбите, периодически сближаясь с родной звездой. В результате такого сближения планета могла бы потерять значительную часть своей атмосферы, сохранив лишь плотное ядро. Не исключено, что, проходя вблизи звезды, TOI-1853b каким-то образом «приобрла» более мелкие объекты, находящиеся поблизости от светила.
Один из рассмотренных сценариев предполагает наличие еще одной планеты, вращающейся вокруг звезды и являющейся вторым участником возможного столкновения. В связи с этим, ученые планируют продолжить наблюдения за звездой TOI-1853 и ее окрестностями. Кроме того, предполагается проведение более детального анализа состава атмосферы TOI-1853b. Это позволит установить, какая из предложенных гипотез является наиболее вероятной, и в конечном итоге поможет исследователям глубже понять процессы формирования и развития планетных систем.