Виявлення суперземлі TOI-512b: нові погляди на «пустелю гарячих нептунів»

Нещодавно виявлена суперземля TOI-512b, що розташована на відстані 218 світлових років від Землі, стає ключем до розуміння загадкового дефіциту планет певного розміру у Всесвіті. Наукова група, об’єднавши дані з космічного телескопа TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) та спектрографа ESPRESSO на Very Large Telescope (VLT) у Чилі, здійснила важливий прорив у дослідження екзопланет.

TOI-512b була вперше виявлена у 2020 році за допомогою методу транзиту — спостерігаючи, як планета перетворює світло зірки, проходячи перед нею. За цими даними астрономи змогли визначити, що радіус планети перевищує земний приблизно на 54%. Проте, справжня цікавість стосується її маси. Спектроскопічні вимірювання, проведені ESPRESSO, показали, що маса TOI-512b в 3,57 рази більша, ніж у Землі, що свідчить про достатню густину планети.

Середня густина TOI-512b становить приблизно 5,62 грама на кубічний сантиметр. Хоча це ненабагато більше, ніж земна густина (5,52 г/см³), виникає питання про її склад. Оскільки планета більша за Землю, інтерпретувати цю густину стає складніше.

TOI-512b обертається навколо своєї зірки за 7,1 дня і розташована на відстані менше ніж 10 мільйонів кілометрів, що призводить до надзвичайного нагрівання. Планета отримує в 112 разів більше тепла, ніж Земля, що ставить її поза межами обжитої зони.

Ці параметри дозволяють розглянути TOI-512b в контексті так званої «пустелі гарячих нептунів». У Всесвіті існує безліч планет різних розмірів та мас, але між планетами з радіусами 1,8–2,4 земних спостерігається суттєвий брак об’єктів, що є предметом численних досліджень.

Існує кілька теорій стосовно причин цього дефіциту. Одна з них пропонує, що планети, аналогічні Нептуну, втрачають густу атмосферу, наближаючись до зірки. Це може стати наслідком взаємодії з зоряним вітром або ж втрати маси через внутрішнє тепло планети.

На основі щойно отриманих даних, астрономи змоделювали внутрішню структуру TOI-512b: у її складі можна виділити невелику ядро, що становить 13% маси, мантію — 69%, водяний шар — до 16%, та залишкову газову оболонку — 2%. Для порівняння, масова частка води на Землі лише 0,02%.

Це відкриття надає нову інформацію про динаміку втрати маси у планет, що може тривати мільярди років, що наводить на думку про глибші процеси, які впливають на формування планетних систем. TOI-512b може бути свідком цього процесу, адже її вік найбільш точно оцінюється в 8,235 мільярдів років.

Таким чином, TOI-512b може стати важливим елементом у розумінні причин браку планет у «пустелі гарячих нептунів». Це дослідження підтверджує важливість спектроскопії та методів моніторингу планет у пошуках екзопланет, даруючи нові можливості для астрономії. Вчені вже планують подальші дослідження цієї загадкової суперземлі, що може додати ще більше деталей до нашого розуміння формування планет та динаміки планетних систем.