Ультрагорячий нептун, землеподобные оазисы, планеты с железными и кремнеземными дождями, газовый гигант у белого карлика и другие экзопланеты, засветившиеся в научной прессе и восхитившие любителей астрономии в прошлом году, – в нашем традиционном ежегодном обзоре планетарного характера.
В самом начале отчетного 2020 года пришло приятное известие от запущенного не так давно космического телескопа TESS – первая обнаруженная им планета, пригодная для жизни: TOI-700d, располагающаяся у спокойного красного карлика на расстоянии 101,4 светового года от нас в созвездии Золотой Рыбы. Она на 10% шире Земли, оборачивается вокруг светила за 37,5 земных суток и получает от него 86% тепла, которое достается Земле от Солнца. Это предрасполагает к существованию там воды в жидком виде, возможно, даже целых океанов. Еще у нее есть две сестрички: «нептунистая» суперземля (в 2,7 раза шире нашей планеты) TOI-700c и землеподобная планета (размером с Землю) TOI-700b – их периоды обращения составляют 16 и 10 земных суток соответственно.
Газовый гигант NGTS-10b, что в 1059 световых годах от нас в созвездии Зайца, относится к горячим юпитерам: он примерно вдвое тяжелее нашего Юпитера и на 20% больше его по диаметру, а температура внешних слоев достигает тысячи градусов из-за близости к светилу. Причем это самый близкий к звезде горячий юпитер из известных науке: его орбита расположена на расстоянии двух звездных диаметров от нее, и год там длится всего 18,4 наших часа! Ожидается, что в ближайшие десять лет по земному исчислению он сократится на семь секунд, а через 38 млн лет планета сблизится со светилом фатально и уничтожится.
Странная планета TOI-849b обращается вокруг желтого карлика в 741 световом году от нас в созвездии Скульптора за те же 18,4 часа, температура на ее поверхности около 1500 °C. Немного меньше Нептуна по размеру (диаметр в 3,4 раза больше земного), она более чем вдвое превосходит его по массе (в 40 раз больше земной) и по плотности сопоставима с Землей, а значит, является самой большой скалистой планетой из всех известных. Такие обычно формируют плотную атмосферу и становятся газовыми гигантами вроде Юпитера, но у нее атмосферы нет – как будто это каменистое ядро бывшего газового гиганта, чья атмосфера порвалась из-за близости к звезде или из-за столкновения с другой гигантской планетой.
Планета K2-25b у красного карлика из звездного скопления Гиады в созвездии Тельца, что в 153 световых годах от нас, обращается вокруг него за 3,5 дня. Она довольно молода, всего 600–800 млн лет от роду, а уже чрезвычайно плотная. Ее диаметр в 3,5 раза больше, чем у Земли, а масса в 18–27 раз больше, причем 95% ее приходится на скалистое ядро и лишь 5% – на тонкую атмосферку. Как возникло столь массивное ядро и почему с его гравитацией оно собрало вокруг себя так мало газа, наука объяснить пока не в состоянии.
Газовый гигант WASP-189b диаметром в 1,6 раза больше Юпитера был открыт в 2018 году у голубоватой звезды в созвездии Весов в 322 световых годах от нас. Эта звезда более чем вдвое крупнее Солнца по диаметру и на две тысячи градусов горячее. Планета в 20 раз ближе к светилу, чем Земля к Солнцу, оборачивается вокруг него за 2,7 земных суток и, как теперь выяснилось, раскалена до 3200 °C – прям как у большинства звезд в нашей галактике! Это ультрагорячий юпитер – еще более горячих можно пересчитать по пальцам: например, самый горячий известный юпитер KELT-9b нагрет свыше 4000 °C.
Планета LTT 9779b представляет собой ультрагорячий нептун – это новый класс планет размером примерно с Нептун (в данном случае диаметр в 4,6 раза больше, а масса в 29,3 раза больше, чем у Земли) и очень горячих (в данном случае 1700 °C на дневной стороне и 700 °C на ночной). Дело в том, что он находится на очень небольшом расстоянии от своей солнцеподобной звезды из созвездия Скульптора (263 световых года от нас), делая оборот вокруг нее всего за 19 часов. Возможно, этот нептун лишь недавно сместился так близко к светилу из-за гравитационного воздействия других, еще не открытых планет или проходящей мимо звезды, потому и не потерял атмосферу за два миллиарда лет существования системы. Или же изначально был не нептуном, а юпитером, который утратил массу из-за приливного воздействия звезды.
Суперземля K2-141b в полтора раза больше Земли по радиусу и в пять раз по массе, облетает свою оранжевую звезду в созвездии Водолея всего за 7 часов и в силу близости к ней все время смотрит на нее одной стороной, разогретой до 3000 °C и залитой океаном жидкой магмы глубиной порядка ста километров. А на другой стороне – минус 200 °C! Из-за такого перепада раскаленные пары Na, SiO и SiO2 – по сути, испарившиеся камни – устремляются с дневной стороны на ночную со скоростью более 5000 км/ч! Там они выпадают в виде дождей, после чего оксиды кремния медленно утекают обратно в магматический океан, а натрий остается и накапливается.
А на открытом в 2013 году ультрагорячем юпитере WASP-76b, что в 640 световых годах от нас в созвездии Рыб, идут дожди железные. Из-за близости к желто-белому карлику (год планеты длится 1,8 земных суток) вечно развернутая к нему сторона газового гиганта прогревается до 2400 °C – и железо там находится в виде пара. На ночной стороне прохладнее, но все же свирепые и горячие ветра, дующие с дневной стороны, разогревают ее до 1500 °C. Приносимые ими пары железа при такой температуре конденсируются и выпадают в виде осадков, согласно новому исследованию.
У белых карликов гигантских планет еще не находили (разве что газовые намеки), юпитероподобная WD 1856b – первая такая планета, открытая транзитным методом. Она находится в 80 световых годах от Земли в созвездии Дракона и вокруг своего карлика делает оборот всего за 34 часа. На таком близком расстоянии от звезды планета должна была уничтожиться при сбросе звездной оболочки и превращении в белый карлик, однако как-то выжила. Возможно, изначально этот юпитер был намного дальше и приблизился лишь недавно, потому-то карлик еще не успел разорвать его своей огромной гравитацией.
Обзор 2020 года завершим, как и начали, приятной на вид землеподобной планетой – Kepler-1649c при красном карлике из созвездия Лебедя в 302 световых годах от нас. Она совсем чуточку больше Земли, оборот вокруг звезды совершает за 19,5 земных суток и получает от нее 74% земного тепла. Равновесная температура на планете около минус 40 °C, однако жизнь там, несомненно, возможна. Это одна из наиболее похожих на Землю экзопланет, а ее сестра Kepler-1649b похожа на Венеру.
Вспомните также самые интересные экзопланеты 2019 года.