Размеры экзопланеты TOI-3757 b немного превышают размеры Юпитера, однако ее плотность значительно меньше и сопоставима с плотностью пробки для бутылок. Неясно, каким образом столь «пористая» планета способна сохраняться в непосредственной близости от активного красного карлика, который потенциально может разрушить ее тонкие внешние слои.
Наблюдения, проведенные американской Национальной обсерваторией Китт-Пик, выявили весьма необычную экзопланету. Она расположена приблизительно в 580 световых годах от Земли, в созвездии Возничего, и вращается вокруг красного карлика TOI-3757. Эта планета — газовый гигант, по размерам схожий с Юпитером. Однако ее плотность почти в пять раз ниже и сопоставима с плотностью бутылочной пробки. О данном открытии сообщается в новой статье, опубликованной в The Astronomical Journal.
Красные карлики — красные карлики – самые маломощные и слабосветящиеся звезды главной последовательности. Однако они характеризуются высокой степенью нестабильности, периодически испуская интенсивные выбросы энергии и элементарных частиц. Это создает неблагоприятные условия для формирования и развития планет в их окрестностях, особенно газовых гигантов с низкой плотностью. В случае появления экзопланет у красных карликов, они, как правило, располагаются на значительно удаленных орбитах, на достаточном расстоянии от активной звезды.
Новое открытие, сделанное с использованием 3,5-метрового телескопа WIYN методом радиальных скоростей, оказалось весьма неожиданным. Этот метод основан на анализе слабых отклонений в положении звезды, вызванных вращающейся вокруг нее планетой. Планета TOI-3757 b находится в системе красного карлика, ее диаметр составляет 150 тысяч километров (несколько больше диаметра Юпитера), а масса — 85 масс Земли. В результате, плотность TOI-3757 b равна всего 0,27 грамма на сантиметр кубический, что сопоставимо с плотностью пробки (0,24 грамма на сантиметр кубический).
Следует отметить, что средняя плотность Земли приблизительно равна 5,5 грамма на сантиметр кубический, тогда как у Юпитера этот показатель значительно ниже и составляет всего 1,3, известны экзопланеты даже более низкой плотности. Однако TOI-3757 b находится крайне близко к своей звезде — намного ближе, чем даже Меркурий к Солнцу. Полный годовой оборот по орбите она совершает всего за 3,5 наших дня.
Авторы научной работы выделяют два фактора, которые, по их мнению, объясняют наличие столь массивной планеты в непосредственной близости от красного карлика. Прежде всего, звезда TOI-3757 характеризуется низким содержанием тяжелых элементов, необходимых для формирования газовых гигантов. По мнению ученых, такие планеты возникают из крупного, превышающего массу Земли, каменистого ядра, которое постепенно поглощает окружающий газ. Недостаток тяжелых элементов в протопланетном диске мог замедлить формирование ядра и способствовать более длительному накоплению газа, что привело к образованию рыхлых газовых оболочек. Помимо этого, орбита TOI-3757 b имеет небольшую эксцентриситет, и, возможно, в процессе приближения к звезде ее атмосфера дополнительно нагревается и расширяется, что и обуславливает снижение расчетных значений плотности планеты.