В звездной системе, расположенной на расстоянии 1700 световых лет от нас, есть две планеты одинакового размера, но очень разных масс. Могло ли это стать результатом мощного столкновения?

Могла ли планета сформироваться в результате столкновения двух космических тел? © Pitris / Getty Images / iStock

Система вокруг звезды Kepler-107 в созвездии Лебедя имеет в своем составе четыре известные экзопланеты, которые обращаются вокруг своей центральной звезды всего за 3-15 дней. И вот теперь исследователи во главе с Альдо С. Бономо из итальянской Астрофизической обсерватории Турина (Osservatorio Astrofisico di Torino) обнаружили, что две самые близкие к звезде планеты примерно одинакового размера очень сильно различаются по составу и массе. Возможное объяснение: одна из этих планет могла когда-то столкнуться с другим космическим объектом.

Уже давно астрофизики обсуждают различные сценарии развития планет возле молодых звезд. Так, например, мощные вспышки излучения центрального светила могут сдувать газовые оболочки с планет, оказывая таким образом долгосрочное влияние на их развитие. Вполне возможны также мощные столкновения между протопланетами, как это имело место и в нашей Солнечной системе, когда, к примеру, Луна была буквально вырвана из Земли.

И исследователи группы Бономо считают, что им впервые удалось получить четкое свидетельство такого столкновения за пределами Солнечной системы. Они более детально рассмотрели далекую звездную систему Kepler-107 на расстоянии 1700 световых лет от Земли, в которой одноименный космический телескоп в последние годы обнаружил четыре планеты.

Две из них, Kepler-107b и Kepler-107c, имеют одинаковый диаметр - в 1,54 и в 1,6 раза больше Земли соответственно. Но размер - это далеко не все. В то время как Kepler-107b имеет среднюю плотность около 5,3 грамма на кубический сантиметр - примерно столько же, как и наша Земля, значение плотности у Kepler-107с более чем в два раза выше. И это соответственно отражается в массах: масса Kepler-107b составляет около 3,5 массы Земли, а Kepler-107с - более девяти.

Оба эти небесных тела - это, скорее всего, каменистые миры, такие как Земля или Марс, но со значительно большей массой. Таким образом, они относятся к так называемым суперземлям. Эти планеты состоят из коры и мантии из силикатных пород, которые окружают ядро из сплава металлического железа и никеля. В то время как Kepler-107b, по всей видимости, имеет внутреннюю структуру, подобную земной, Kepler-107c должен в этом смысле кардинально отличаться.

И здесь исследователи группы Бономо предполагают, что железное ядро у нее значительно больше, чем у самой близкой к звезде планеты этой системы (Kepler-107b). У Kepler-107c массовая доля металлического ядра достигает примерно 70 процентов от общей массы, а остальная часть приходится на кору и мантию. У Земли на металлическое ядро приходится только около трети всей массы.

Астрономы наиболее вероятной причиной этого огромного планетного ядра считают мощное космическое столкновение. Они предполагают, что при столкновении с небесным телом значительной массы уже вскоре после образования Kepler-107 c планеты было сорвано большинство изначальных силикатных пород, в результате чего осталось лишь ядро с относительно тонким слоем породы.