Художественная концепция системы K2-360, показывающая сверхплотную суперземлю K2-360 b (красный) на чрезвычайно близкой орбите вокруг звезды, похожей на Солнце, с более далеким спутником K2-360 c (синий) на фон. Палящая температура на K2-360 b, которая совершает полный оборот всего за 21 час, вероятно, приводит к расплавлению или частичному расплавлению поверхности. Фото: Центр астробиологии.
Международная группа под руководством исследователей из Японии и Европы обнаружила новую многопланетную систему вокруг звезды, похожей на Солнце, включая планету со сверхкоротким периодом существования и одной из самых высоких когда-либо измеренных плотностей. Результаты, опубликованные в журнале Scientific Reports 8 ноября, проливают новый свет на формирование и эволюцию планет в экстремальных условиях.
Недавно открытая система, получившая название K2-360, расположена примерно в 750 световых годах от Земли. Он состоит из двух планет, вращающихся вокруг звезды, похожей на наше Солнце:
- K2-360 b: сверхкороткопериодическая «супер-Земля» (каменистая планета больше Земли, но меньше Нептуна), примерно в 1,6 раза больше Земли, обращающаяся вокруг своей звезды каждые 21 час. Имея массу в 7,7 раз больше массы Земли, это самая плотная и хорошо изученная планета такого типа, обнаруженная на сегодняшний день.
- K2-360 c: более крупная внешняя планета, по крайней мере в 15 раз массивнее Земли, обращающаяся по орбите каждые 9,8 дней. Эта планета не проходит транзитом через свою звезду, поэтому ее точный размер неизвестен.
«K2-360 b действительно замечателен — он плотен, как свинец, и упаковывает почти 8 масс Земли в шар, лишь немногим превышающий нашу планету», — говорит Джон Ливингстон, ведущий автор исследования из Астробиологического центра в Токио, Япония. «Это делает ее самой плотной из известных планет среди класса планет «ультракороткого периода». [with precise parameters]которые вращаются вокруг своих звезд менее чем за день».
Открытие стало возможным благодаря миссии НАСА K2, которая впервые обнаружила внутреннюю планету, проходящую перед своей звездой, в 2016 году. Последующие наблюдения с помощью наземных телескопов, включая спектрографы HARPS и HARPS-N, подтвердили природу планеты и выявили присутствие внешнего спутника.
Чрезвычайная плотность K2-360 b позволяет предположить, что это может быть лишенное ядро некогда большей планеты, потерявшей свои внешние слои из-за интенсивного излучения близлежащей родительской звезды.
«Эта планета дает нам представление о возможной судьбе некоторых близких миров, от которых после миллиардов лет эволюции остались только плотные, каменистые ядра», — объясняет соавтор Давиде Гандольфи из Туринского университета.
Внешняя планета K2-360 c добавляет системе еще один уровень интриги. Несмотря на то, что она не проходила транзитом через свою звезду, ее гравитационное притяжение к родительской звезде позволило исследователям измерить ее минимальную массу. Компьютерное моделирование предполагает, что он мог сыграть решающую роль в формировании и развитии системы.
Хотя многие близкие планеты, как полагают, мигрировали внутрь в результате взаимодействия со своим натальным газовым диском, K2-360 b, вероятно, пошла по другому пути.
«Наши динамические модели показывают, что K2-360 c могла вытолкнуть внутреннюю планету на ее нынешнюю узкую орбиту посредством процесса, называемого миграцией с высоким эксцентриситетом», — говорит соавтор Алессандро Трани из Института Нильса Бора.
«Это включает в себя гравитационные взаимодействия, которые сначала делают орбиту внутренней планеты очень эллиптической, а затем приливные силы постепенно превращают ее в круглую форму близко к звезде. Альтернативно, приливная циркуляризация могла быть вызвана наклоном оси вращения планеты».
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте обновления о прорывах, инновациях и важных исследованиях — ежедневно или еженедельно.
Анализ команды показывает, что K2-360 b имеет богатый железом скалистый состав, больше похожий на Землю, чем на Меркурий. Используя модели, основанные на наблюдаемом химическом составе родительской звезды, исследователи подсчитали, что K2-360 b, вероятно, имеет большое железное ядро, составляющее около 48% ее массы. Это делает ее ближе к «супер-Земле», чем к «супер-Меркурию», несмотря на ее чрезвычайную плотность.
«Наши модели внутренней структуры показывают, что K2-360 b, вероятно, имеет прочное железное ядро, окруженное каменистой мантией», — объясняет соавтор Махеш Херат, доктор философии. кандидат Университета Макгилла. «Его поверхность может быть покрыта магмой из-за сильного тепла, которое она получает от своей звезды. Понимание таких планет помогает нам понять, как планеты земной группы формируются и развиваются в различных условиях по всей галактике».
Открытие системы К2-360 дает ценную информацию об архитектуре планетарных систем и процессах, которые ее формируют. Планеты со сверхкоротким периодом существования, такие как K2-360 b, относительно редки, и обнаружение планеты с массивным внешним компаньоном помогает ограничить теории об их формировании.
«К2-360 — отличная лаборатория для изучения того, как планеты формируются и развиваются в экстремальных условиях», — заключает Ливингстон.
Информация от: Национальными институтами естественных наук.
