Коя е най-голямата планета, откривана някога?

Не след дълго след изобретяването на телескопа се разбира, че Юпитер е най-голямата планета в Слънчевата система, като тя остава най-голямата, която знаем, почти 400 години. Сега обаче, при наличието на толкова много екзопланети, рекордът ѝ е счупен многократно.

Въпреки това нямаме точен отговор на въпроса коя е най-голямата – но има няколко претендента.

Повечето от споровете, когато Международният астрономически съюз (МАС) създава определение за планетите през 2005 г., се съсредоточиха върху изключените от групата – като Плутон. Но въпроси останаха и по отношение на много големите обекти.

Считаме, че планета е тяло, което обикаля около звезда (или има взаимна орбита с нея), но не е достатъчно масивно, за да предизвика термоядрен синтез в ядрото си, както би направила друга звезда. Допълнителни изисквания са да е постигнала хидростатично равновесие (което повечето от нас наричат почти сферична форма) и да доминира динамично в своя регион. Продължават споровете за това какво всъщност означава „да доминира“, но това е проблем за по-малките планети, а не за големите.

Особеното при по-големите обекти е, че е по-лесно да се синтезира деутерий, отколкото водород. Така се създава категорията обекти, известни като кафяви джуджета, които имат достатъчно гравитационно налягане, за да стопят атомите на деутерия в ядрото, но не и на водорода. Тъй като деутерият е рядък, кафявите джуджета излъчват малка част от светлината на истинска звезда, поради което е доста трудно да бъдат различени от обикновените планети.

Някои астрономи искат кафявите джуджета да бъдат включени в категорията на планетите, а някои дори стигат до там да настояват тази категория да обхване и белите джуджета. В такъв случай белите биха били най-малките, но най-масивните планети, които сме откривали.

МАС обаче отхвърля и двете разширения на определението. Той определя границата като: „Пределната маса за термоядрен синтез на деутерий (понастоящем изчислена на 13 юпитерови маси за обекти с металичността на Слънцето)“. Както се вижда от последната част на това твърдение, масата, необходима за започване на термоядрен синтез, зависи донякъде от състава на космическото тяло. Без да знаем съотношението на водорода към по-тежките елементи, има диапазон, в който не можем да различим планетите и кафявите джуджета.

Определението на МАС също така изключва обекти, които са твърде големи спрямо обектът, около който обикалят. Това е от значение в случая на така наречените „междузвездни планети“, които се носят свободно из галактиката, без да имат звезда или кафяво джудже, което да ги привлича. Има предположения, че може да има повече такива планети, отколкото обикновени, но те се откриват много по-трудно. Въпреки това неотдавна в мъглявината Орион бяха забелязани почти 100.

Някои от тях са много големи – в диапазона на размерите, в който биха могли да бъдат кафяви джуджета (например 2М1207-3900). Вместо да спорим с МАС (поне докато не променят определението си), ще ги изключим от нашето разглеждане.

Юпитер

Дори след като стеснихме конкуренцията по този начин, най-верният отговор е: не знаем. В оценките ни за масите на екзопланетите има известни колебания, които стават още по-големи, когато става въпрос за размера им. Тези грешки са достатъчно големи, за да се припокрият основните претенденти, а на всичкото отгоре много от тях също така не могат да бъдат категоризирани с увереност като планети или кафяви джуджета.

GQ Lupi b е един от претендентите, в зависимост от това дали се стопява деутерий или не. Правени са поне четири опита за оценка на радиуса ѝ, при които са получени стойности, вариращи от 1,8 пъти радиуса на Юпитер до 4,6 пъти. Последната оценка е с особено голяма неопределеност, така че този звяр може да е с радиус до 6 Юпитера (повече от 200 пъти обема на нашия гигант). Причината, поради която тази е толкова трудна за оценка, е, че тя е много млада, а на тази възраст планетите все още имат много топлина. Температурата на GQ Lupi b е някъде около 2000°С, поради което е трудно да се каже дали това е само топлина от образуването или се извършва и някакъв термоядрен синтез. Освен това той е толкова далеч от звездата си (3,3 пъти по-далеч отколкото Нептун от Слънцето), че не можем да измерим масата му, наблюдавайки гравитационни ефекти. От друга страна пък, комбинацията от топлина и разстояние от звездата му са причините да можем да гледаме директно този огромен обект.

GQ Lupi b до Нептун

Несигурността по отношение на HD 100546b е още по-голяма, като оценките за размера, масата и дали изобщо е планета се различават значително. Дръжте я под око, ако не за друго, то поне защото тя оглавява класацията по размер в Архива на екзопланетите на НАСА, но вероятно е по-добре да не й връчваме трофея все още.

По отношение на PDS 70 b има по-малко разногласия. Една от оценките на радиуса ѝ го определя като 2,72 пъти по-голям от този на Юпитер, докато друга просто казва, че със сигурност е по-голям от 1,3 радиуса на Юпитер. Това я поставя като силен претендент за най-обемната планета, ако се изключат възможните кафяви джуджета. Статутът ѝ на планета не е под въпрос, като масата ѝ – някъде между 2 и 8 пъти на Юпитер – я прави голяма, но доста по-малка от необходимата за синтез.

DH Taurib има много подобен размер на PDS 70 b, но над нея витаят спекулации, че може да е кафяво джудже.

Ако тази несигурност ви разочарова, може би ще предпочетете HAT-P-67 b. За разлика от споменатите преди това, тази планета преминава през лицето на своята звезда, както се вижда от Земята. Това ни дава оценка на радиуса, който е 2,085 пъти по-голям от този на Юпитер, с необичайно малък шанс за грешка. Тя обаче със сигурност не е претендент за най-масивната планета – масата ѝ е по-близка до тази на Сатурн, отколкото до тази на Юпитер, което говори за много ниска плътност заради това, че е издута от близостта си до своята звездата.

Съществуват обаче още доста планети с приблизителни размери, много близки до тези на HAT-P-67 b (една от тях всъщност е незначително по-голяма), но с много по-голяма вероятност за грешка в изчисленията за размера ѝ, така че в действителност всяка от тях може да бъде най-голямата…