Насколько большими могут быть планеты?

До 1992 года, когда была открыта первая экзопланета, самой большой известной планетой считался газовый гигант Юпитер, который примерно в 11 раз шире Земли. Но Юпитер — это просто мелочь по сравнению с некоторыми мирами-монстрами, которые мы открыли с тех пор.

Смотрите также Какой была бы наша галактика, если бы мы наблюдали за ней с расстояния миллионов световых лет

Крупнейшие планеты Вселенной

При определении размера планеты следует учитывать два показателя: ее диаметр и массу. Если измерять по первому показателю, то самые большие из ныне известных планет примерно вдвое больше, чем Юпитер. Но если смотреть на массу, то здесь несколько иная история. Ширина планеты и ее масса связаны между собой, но не всегда существует прямая корреляция между ними. Это связано с тем, что планеты имеют разный состав и соответственно плотность. Это означает, что некоторые газовые гиганты могут иметь малую массу, но раздуваться до огромных размеров, тогда как плотные каменистые тела будут иметь более скромные размеры, но такую же или и большую массу.

Газовый гигант HAT-P-67 b, радиус которого примерно вдвое больше радиуса Юпитера, сейчас является одной из самых известных планет по ширине. Однако эта экзопланета, находящаяся в 1200 световых годах от Земли, имеет очень низкую плотность, поэтому ее масса составляет лишь около трети массы Юпитера.

Предельно возможные размеры планеты зависят именно от массы, а не от объема. Большинство каменистых планет никогда не достигают размеров HAT-P-67 b или подобных ей других "супер-юпитеров". Дело в том, что при достижении определенной массы планета начинает разогреваться, запускает процессы превращения в газового гиганта и в конце концов становится "коричневым карликом". Эти объекты еще называют "звездами-неудачниками" – они тяжелее супер-юпитеров, но все еще недостаточно массивны, чтобы вызвать термоядерный синтез в ядрах и стать полноценной звездой. Однако в сердцах коричневых карликов все равно что-то горит.

Основное отличие между коричневыми карликами и планетами состоит в их массе и наличии дейтерия — тяжелого водорода. При больших массах объект будет иметь достаточно высокое внутреннее давление и температуру, чтобы сжечь большую часть дейтерия, первоначально присутствовавшего в объекте,
– говорит исследователь кафедры астрономии Женевского университета Нолан Гривз.

Иллюстрация коричневого карлика / Фото NASA/STScI

Линия разграничения между планетами и коричневыми карликами была определена еще в 1990-х годах. Следовательно, считается, что максимальная масса планеты равна 14 массам Юпитера – выше этого предела планета не может существовать и превращается в коричневого карлика. Сегодня нам известны планеты, которые ученые оценили примерно в 13 масс Юпитера в пределах погрешности измерения, например HD 39091 b и HD 106906 b. Они самые тяжелые из известных планет.

Самым массивным коричневым карликом из всех открытых является SDSS J0104+1535, расположенный в 750 световых годах от Земли на краю Млечного Пути. Он в 90 раз массивнее Юпитера, но имеет радиус от 0,7 до 1,4 раза больше, чем у Юпитера. Поэтому на самом деле самый массивный коричневый карлик может быть меньше самой большой планеты нашей Солнечной системы.