Эти так называемые мини-нептуны или газовые карлики не похожи ни на одну планету в нашей Солнечной системе и обеспечивают "недостающее звено" между землеподобными и нептуноподобными небесными телами, которое еще не изучено. Мини-нептуны являются одними из наиболее распространенных типов известных экзопланет, и астрономы находят все больше и больше новых образцов на орбитах вокруг ярких звезд.

Газовые карлики — загадочные объекты. Они меньше, холоднее и их труднее найти, чем так называемые горячие юпитеры, которых было обнаружено в изобилии. В то время как последние делают оборот вокруг своей звезды за короткий промежуток времени (от нескольких часов до нескольких дней) и обычно имеют температуру поверхности более 1000 градусов, мини-нептуны завершают орбиту вокруг своих хозяев не так быстро, а температура их поверхности ниже, всего около 300 градусов.

Первый признак существования четырех новых экзопланет был обнаружен миссией НАСА TESS. Космический аппарат наблюдал за каждой из звезд 27 дней. У всех них был замечен намек на транзит — затемнение света, когда планета проходит между нами и звездой. Во время своей расширенной миссии TESS повторно изучил эти звезды, и снова был замечен тот же транзит, что предполагает существование планет.

Ученые рассчитали наиболее вероятные орбитальные периоды и направили аппарат "Хеопс" на изучение тех же самых звезд во время ожидаемого прохождения планет. Это позволило бы измерить транзит для каждой из экзопланет, подтвердив их существование, определить их истинные орбитальные периоды и сделать следующий шаг в описании их характеристик.

Недавно обнаруженные газовые карлики обращаются вокруг четырех разных звезд с периодом вращения от 21 до 53 дней. Их открытие имеет важное значение, потому что с ними наша выборка известных экзопланет охватывает небесные тела с все более длинными орбитами, сильнее приближающимися к тому, что мы находим в нашей собственной Солнечной системе.

Один из нерешенных вопросов о мини-нептунах — из чего они сделаны. Астрономы предсказывают, что у них есть железно-скальное ядро ​​с толстыми внешними слоями из более легкого материала. Различные теории предполагают разные внешние слои: есть ли у них глубокие океаны жидкой воды, воздушная атмосфера из водорода и гелия или атмосфера из чистого водяного пара?

Определение состава газовых карликов важно для понимания истории формирования этого типа планет. С одной стороны, богатые водой мини-нептуны могли сформироваться далеко в ледяных регионах своей системы, прежде чем мигрировать внутрь, однако сочетание горных пород и газа говорит нам о том, что эти небесные тела остались на том же месте, где и формировались.

Новые замеры, сделанные "Хеопсом", помогли измерить радиус четырех экзопланет, а их массу можно было определить с помощью наблюдений с наземных телескопов. Объединение массы и радиуса планеты дает представление об ее общей плотности.

Этот показатель может позволить составить первичную оценку массы железокаменного ядра. Хотя эта новая информация о плотности является важным шагом вперед в понимании мини-нептунов, она не содержит достаточно данных, чтобы сделать вывод о внешних слоях.

Полная характеристика необходима, чтобы понять, как появились эти тела. Знание состава планет расскажет, по какому механизму они образовались в ранних планетных системах. Это, в свою очередь, помогает лучше понять происхождение и эволюцию нашей Солнечной системы.