Наскільки великими можуть бути планети?

До 1992 року, коли була відкрита перша екзопланета, найбільшою відомою планетою вважався газовий гігант Юпітер, який приблизно в 11 разів ширший за Землю. Але Юпітер — це просто дрібнота в порівнянні з деякими світами-монстрами, які ми відкрили з того часу.

Дивіться також Якою була б наша галактика, якби ми спостерігали за нею з відстані мільйонів світлових років

Найбільші планети Всесвіту

При визначенні розміру планети слід враховувати два показники: її діаметр і масу. Якщо вимірювати за першим показником, то найбільші з нині відомих планет приблизно вдвічі більші, ніж Юпітер. Але якщо дивитися на масу, то тут дещо інша історія. Ширина планети та її маса пов'язані між собою, але не завжди існує пряма кореляція між ними. Це пов'язано з тим, що планети мають різний склад і, відповідно, щільність. Це означає, що деякі газові гіганти можуть мати малу масу, але роздуватись до велетенських розмірів, тоді як щільні кам'янисті тіла матимуть скромніші розміри, але таку ж або й більшу масу.

Газовий гігант HAT-P-67 b, радіус якого приблизно вдвічі більший за радіус Юпітера, наразі є однією з найбільших відомих планет за шириною. Проте ця екзопланета, яка знаходиться на відстані 1200 світлових років від Землі, має дуже низьку щільність, тому її маса становить лише близько третини маси Юпітера.

Гранично можливі розміри планети залежать саме від маси, а не об'єму. Більшість кам'янистих планет ніколи не досягають таких розмірів, як HAT-P-67 b чи подібні до неї інші "суперюпітери". Річ у тім, що при досягненні певної маси планета починає розігріватись, запускає процеси перетворення на газового гіганта і врешті стає "коричневим карликом". Ці об'єкти ще називають "зірками-невдахами" – вони важчі за суперюпітери, але все ще недостатньо масивні, щоб викликати термоядерний синтез у ядрах і стати повноцінною зорею. Однак у серцях коричневих карликів все одно щось горить.

Основна відмінність між коричневими карликами та планетами полягає в їхній масі та наявності дейтерію — важкого водню. При більших масах об'єкт матиме достатньо високий внутрішній тиск і температуру, щоб спалити більшу частину дейтерію, який спочатку був присутній в об'єкті,
– каже дослідник кафедри астрономії Женевського університету Нолан Грівз.

Ілюстрація коричневого карлика / Фото NASA/STScI

Лінія розмежування між планетами та коричневими карликами була визначена ще в 1990-х роках. Отже, вважається, що максимальна маса планети дорівнює 14 масам Юпітера – вище цієї межі планета не може існувати й перетворюється на коричневого карлика. Сьогодні нам відомі планети, які вчені оцінили приблизно в 13 мас Юпітера в межах похибки вимірювання, наприклад, HD 39091 b і HD 106906 b. Вони є найважчими з відомих планет.

Наймасивнішим коричневим карликом з усіх відкритих є SDSS J0104+1535, розташований на відстані 750 світлових років від Землі на краю Чумацького Шляху. Він у 90 разів масивніший за Юпітер, але має радіус від 0,7 до 1,4 раза більший, ніж у Юпітера. Тож насправді наймасивніший коричневий карлик може бути меншим за найбільшу планету нашої Сонячної системи.