Астрономи заявили, що екзопланета Kepler‑51d не вписується у стандартні моделі формування газових гігантів

Астрономи за допомогою телескопа James Webb дослідили екзопланету Kepler-51d і з’ясували, що її атмосфера прихована надзвичайно щільним серпанком. Це унеможливило визначення хімічного складу планети, яку відносять до класу super-puff, і вкотре поставило під сумнів звичні моделі формування газових гігантів. Дослідження опубліковано 16 березня в журналі The Astro­nom­i­cal Jour­nal.

Система Kepler-51 розташована за 2615 світлових років від Землі в сузір’ї Лебедя й має чотири відомі планети, щонайменше три з яких належать до super-puff — об’єктів розміром із Сатурн, але з масою лише в кілька разів більшою за земну. Kepler-51d є найхолоднішою та найменш щільною серед них. Перша авторка роботи Джессіка Ліббі-Робертс пояснила, що такі планети мають маленькі ядра й дуже великі атмосфери, через що їхня густина нагадує «цукрову вату».

Спостереження показали, що Kepler-51d не вписується у стандартну схему утворення газових гігантів. Зазвичай вони формуються далеко від зорі навколо щільного ядра, здатного утримувати масивну оболонку. Натомість Kepler-51d обертається на відстані, подібній до орбіти Венери, і, за оцінками, не має щільного ядра. При цьому зоря Kepler-51 є активною, а її зоряний вітер мав би легко здувати гази з атмосфери.

James Webb розширив діапазон спостережень до 5 мікрон, але чітких сигналів поглинання не зафіксував. За словами Суврата Махадевана, найпростіше пояснення полягає в тому, що планету вкриває настільки товстий серпанок, що він блокує світло на цих довжинах хвиль. Дослідники порівнюють його з атмосферним серпанком Титана, але в набагато масштабнішому вигляді — він може сягати майже радіуса Землі.

Команда перевірила й версію з кільцями, які могли б змінювати видимі характеристики планети, але дані цьому не відповідають. Найімовірнішим поясненням лишається щільний серпанок. Подальші спостереження на довших хвилях, зокрема за допомогою Mid Infrared Instru­ment, можуть допомогти визначити його природу. Окремо інша група вже аналізує Kepler-51b, щоб з’ясувати, чи є такі атмосфери типовими для всіх super-puff-планет.