Ученым пришлось охотиться за ней четыре года.
Международная группа исследователей обнаружила огромную, но очень легкую планету — WASP-193b. Она вращается вокруг звезды, похожей на Солнце, на расстоянии 1232 световых лет от нас. Экзопланета в полтора раза больше Юпитера, но весит всего 14 % от его массы. Это второе место в списке самых легких планет: первое занимает Проксима d, найденная в 2022 году возле Проксимы Центавра — ближайшей к Солнцу звезды. Статья о новом открытии опубликована в журнале Nature Astronomy.
Новая планета была обнаружена организацией Wide Angle Search for Planets (WASP) — международным сообществом, которое ищет экзопланеты с использованием транзитной фотометрии. Этот метод основан на наблюдениях за прохождением планеты на фоне звезды и позволяет определить ее размеры и плотность. На протяжении нескольких лет обсерватория WASP фиксировала периодическое уменьшение яркости звезды WASP-193. Эти периоды соответствовали экзопланете с орбитальным периодом 6, 25 дней.
Такие экзопланеты называют «горячими юпитерами»: эти космические тела сопоставимы с Юпитером по размеру, но вращаются очень близко к своим солнцам. А еще у них удивительно низкая плотность. Например, у трех планет в системе Кеплер-51 она в 100 раз меньше, чем у Юпитера. За это они получили другое прозвище — «пушистые юпитеры», или «гиганты из сахарной ваты»: именно с последней их сравнивают по плотности. Изучение таких экзопланет может дать ценную информацию о том, как они формируются.
«Найти такой гигантский объект с такой маленькой плотностью — огромная редкость. Вот уже 15 лет остается загадкой, что представляет из себя этот класс планет. А WASP-193b настолько легкая, что потребовалось четыре года, чтобы собрать данные и доказать наличие сигнала», — рассказал Халид Баркауи, аспирант Массачусетского технологического института и ведущий автор исследования.
Чтобы оценить массу и плотность небесного тела, астрономы использовали метод Доплера, пытаясь измерить скорость движения звезды под влиянием планеты с помощью наземных телескопов. Но попытки не дали точной информации, потому что планета была слишком легкой, чтобы оказать заметное влияние на свою звезду. В конце концов, на основании анализа данных команда астрономов установила примерную массу, что позволило им оценить плотность экзопланеты приблизительно в 0,059 г на см³. Это в 22 раза меньше плотности Юпитера (около 1,33 г на см³). Процесс анализа всех данных пришлось повторить несколько раз, чтобы убедиться, что это реальная плотность планеты: такое встречается чрезвычайно редко.
Пока ученые не могут сказать, как образовалась WASP-193b. Проследить ее эволюционный путь поможет более детальное изучение атмосферы. Исследователи предполагают, что экзопланета, как и все газовые гиганты, состоит в основном из водорода и гелия. И эта атмосфера на десятки тысяч километров больше, чем атмосфера Юпитера. Традиционные теории эволюции планет не могут объяснить это явление, так что WASP-193b — идеальный кандидат для последующих наблюдений.
В ближайшем будущем WASP надеется провести исследования с использованием космического телескопа Джеймса Уэбба и методики Жюльена де Вита, доцента Массачусетского технологического института. Этот способ позволяет астрономам измерять температуру, состав и давление в разных слоях атмосферы экзопланеты. Эти данные можно использовать для точного определения ее массы. Ученые сравнивают новую экзопланету с Розеттским камнем, позволившим расшифровать египетские иероглифы. А WASP-193b должна помочь разгадать тайну «пушистых Юпитеров».