Планета GJ 523b несе 23 земні маси при радіусі трохи більше 2,5 земних — це 60% розміру Нептуна, набитого переважно каменем і величезним ядром. Вік — близько 170 млн років, зовсім юна за планетними мірками. І це перша екзопланета, яку відкрили та внесли до каталогу дослідники з Wisconsin Center for Origins Research (WiCOR) при Університеті Вісконсину в Медісоні. Головний автор роботи — аспірант Макс Крофт з лабораторії астронома Томаса Бітті; препринт уже на arXiv, стаття на рецензуванні.
WiCOR узагалі шукає гікеанські планети — теоретичний клас світів з глобальним океаном і помірною атмосферою, де можливе життя. Кандидата підкинув TESS: періодичні провали яскравості зорі дають розмір планети, а частота провалів — орбіту, з якої вже оцінюють температуру. Далі Крофт узяв високороздільний спектрограф на телескопі WIYN в Аризоні, додав дані James Webb — і замість океану отримав щільний камінь.
Щільні планети не рідкість, але зазвичай вони розміром із Землю чи Меркурій. За стандартним сценарієм ядро, доросши приблизно до 20 земних мас, починає стягувати на себе водневу оболонку — саме так набрали свої атмосфери Юпітер і Сатурн. GJ 523b на 23 масах цього не зробила.
Варіантів у команди кілька. Атмосферу могло здути, коли планета підійшла надто близько до зорі. Або вона починалася як дві планети, що зіткнулися: у жарі удару газ розлітається, і лишається великий згусток породи майже без оболонки. Назва статті додає ще одну деталь — орбіта, найімовірніше, полярна.
«Фразу “мега-Земля” використовують понад десять років, але планети, на якій можна конкретно сказати, що це таке, у нас не було», — каже Бітті. Він же підкреслює, що астрономи самі визначення не витягнуть: потрібні геологи, які розуміють поведінку заліза й породи при тисках, недосяжних для земних лабораторій, і атмосферники, здатні сказати, яка частина виміряного взагалі є каменем. WiCOR для цього з 2024 року й збирає сім кафедр — від астрономії до бактеріології.
TESS уже назбирав понад 8000 кандидатів, підтверджено менше чверті. Наприкінці серпня NASA має запустити телескоп Nancy Grace Roman, від якого чекають десятки тисяч нових. Крофту потрібні хоча б 20-30 таких надщільних планет: тоді можна буде перевірити, чи справді найважчі з них тримаються коротших орбіт і живуть без сусідів. З вибіркою в одну планету про формування планет не скажеш нічого.