Недалеко від Землі виявлено планету із чистого заліза

Наукові теорії мають усталені рамки, межі яких підтверджують спостереження. Але без сюрпризів не обходиться, тому так люблять вчені. І Всесвіт підкинув дослідникам чергову загадку. У недалекої від нас зірки виявилася планета земного розміру, густина якої майже дорівнює густині чистого заліза. Так бути не повинно і це змушує вчених копати глибше.

Екзопланету Gliese 367 b (або Tahay) виявлено у спостереженнях космічної обсерваторії TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) у 2021 році. Вона обертається з надкоротким періодом 7,7 години навколо карликової зірки. Сигнал був дуже слабким, що відразу змусило припустити, що екзопланета досить мала і належить до субземлям чи супермеркуріям. Оскільки екзопланет із надкоротким періодом обігу виявлено всього близько 200 з більш ніж 5000 відкритих екзопланет, планета Gliese 367 b відразу була взята в наукову розробку.

Спостереження за гарячими слідами у 2021 році за допомогою спектрометра High-Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) Європейської південної обсерваторії в Чилі дозволили визначити розміри, масу та щільність екзопланети, дані про які здивували вчених. Було встановлено, що радіус планети становить 72% від земної, а маса - 55% від земної. Це означало, що Gliese 367 b, швидше за все, чи не повністю складається із заліза, що суперечило відомій еволюції планетарних систем.

У 2022 році група астрономів з Університету Туріна провела великі додаткові спостереження за екзопланетою Gliese 367 b за допомогою того ж спектрометра HARPS і за їх результатами опублікувала в журналі The Astrophysical Journal Letters статтю, в якій поділилася уточненими даними. Що кумедно, на орбіті Gliese 367 вчені відкрили ще дві маломасивні екзопланети: з періодом обігу 11,5 та 34 дні.

Уточнені виміри показали, що екзопланета Gliese 367 b ще щільніша, ніж вважалося раніше. Так, маса планети не 55 %, а 63 % від маси Землі, та її радіус не 72 % від Земного, а 70 %. Іншими словами, вона виявилася трохи меншою і трохи важчою, ніж у разі першого спостереження. У результаті щільність Gliese 367 b виявилася майже вдвічі вищою, ніж у нашої планети і вона на 91% складається із заліза.

Отримані дані пропонують три варіанти формування цього незвичайного за своїми характеристиками небесного тіла. По-перше, поки ніколи не було підтверджено попередніми спостереженнями, протопланетний диск на ближній до зірки боці міг бути гранично багатий на залізо, і планета сформувалася відразу такою, якою ми її спостерігаємо. По-друге, планета могла сформуватися як завжди — із залізним ядром та кам'яною мантією, але в результаті зіткнення з іншою планетою могла повністю втратити мантію, залишившись на орбіті у вигляді голого залізного ядра.

Третій варіант – це поступове зближення із зіркою газової планети-гіганта. У процесі тісного контакту із зіркою її випромінювання могло змістити атмосферу газового гіганта, залишивши на орбіті лише металеве ядро.

Всі три сценарії припускають припущення з тим чи іншим ступенем ймовірності, що виходить за рамки теорій еволюції планет. Вчені мають намір продовжити спостереження та пошукати у Всесвіті щось схоже на цей випадок або виявити якийсь проміжний стан екзопланет, який міг би натякнути на справжній механізм явища, наслідки якого здивували їх у системі Gliese 367.