Драгоценные камни вместо железного ядра? Астрономы выявили совершенно новый для науки тип экзопланет. Такие суперземли образуются в особо горячей зоне протопланетарного диска. Именно по этой причине состоят они не из железа и силикатов, как обычные каменные планеты, а преимущественно из минералов кальция и алюминиевых минералов, среди которых значительное место занимают сапфиры и рубины. И к такому новому типу можно причислить и получившую известность под названием «алмазная планета» суперземлю 55 Cancri e.

Получившая прозвище «Алмазная планета» суперземля 55 Cancri e вполне может оказаться состоящей из сапфиров и рубинов, так как по всем признакам она относится к новому идентифицированному классу планет. © Thibaut Roger

Состав любой планеты дает четкую информацию о том, где в изначальном облаке своей звезды она образовалась - и при каких температурах. Так, каменные планеты Солнечной системы возникли, когда такие элементы как железо, кремний и магний сгустились, выделившись из газа, и образовали твердые основы планет. Подальше от звезды (в нашем случае Солнца) молодые планеты смогли удерживать и летучие элементы, и именно таким образом сформировались газовые гиганты.

Между каменными и газовыми планетами

Но, как оказалось, существуют и экзопланеты, которые вроде бы не подходят ни под одну из этих двух групп. К таковым, наряду с прочими, относятся «Алмазная планета» 55 Cancri e, суперземля WASP-47 е, а также удаленная всего на 21 световой год от нас суперземля HD219134 b. Все перечисленных небесных тела обращаются очень близко к своим звездам, а по плотности располагаются между каменными и газовыми планетами. По этой причине их состав и свойства до сих пор представлялись для ученых-планетологов загадкой.

Из чего могли бы состоять такие планеты, и как они образовались, решили исследовать Каролина Дорн из университета Цюриха и ее коллеги с использованием компьютерного моделирования, а также нового анализа данных наблюдений. Их предположение таково. Так как эти планеты располагаются чрезвычайно близко к своим звездам, то это значит, что образовались они в особо горячей зоне своих протопланетарных дисков.

«Там некоторые элементы находятся еще в газообразной фазе, а базовые элементы, из которых образуются и состоят планеты, имеют совершенно иной состав», - поясняет Дорн. Как могла бы выглядеть планета, возникшая в этой горячей зоне протопланетарного облака, исследователи смоделировали с помощью специальных компьютерных программ.

Без железного ядра, зато с алюминиевыми минералами

Результат оказался весьма интересным. Планеты из этой горячей зоны должны иметь совершенно иную структуру и строение, чем известные до сих пор виды планет. Так как железо и кремний сгущаются лишь при температурах ниже 1200 градусов Кельвина, эти элементы в столь близких к своим светилам планетах практически не представлены. Эти суперземли поэтому не имеют в своем составе силикатных пород, железного ядра, а также, соответственно, не обладают магнитным полем, считают ученые.

Вместо этого на планетах этого класса доминируют такие элементы, как кальций, титан и алюминий, которые оседают уже при температурах значительно выше 1500 градусов Кельвина. А это значит, что на таких суперземлях очень распространены минералы, как корунд - окись алюминия, из которой образуются рубины и сапфиры. Такой экзотический состав и отсутствие железного ядра могли бы объяснить, почему эти суперземли обладают почти на 20 процентов меньшей плотностью, чем «нормальные» каменные планеты, говорят астрономы.

Сапфиры вместо алмазов

По мнению ученых, существуют явные признаки того, что как минимум три из известных до сих пор суперземель относятся к этому новому классу планет из высокотемпературных конденсатов. Наряду с суперземлями HD219134 b и WASP-47 e, к таковым астрономы склонны причислить и «Алмазную планету» 55 Cancri e. В этом отношении Дорн и ее команда считают, что данные наблюдений за этой суперземлей говорят скорее в пользу того, что состоит она преимущественно из алюминиевых минералов, а не из углерода, как предполагалось ранее.

«Мы предполагаем, что эта якобы алмазная планета на самом деле больше является планетой сапфировой», - сказала Дорн.