Система TOI-561 в 275 световых годах от Солнца относится к числу хорошо изученных, – ибо хорошо видимых, – но остаётся малоизвестной публике. Ибо планет, занимающих публику в первую очередь, – потенциально обитаемых, – в ней совершенно точно нет. Это система оранжевой звезды, массой 0.79 «солнца», старой – более 10 миллиардов лет, а потому низкометалличной. Старой, но не древней, то есть, обычной, не относящейся к населению II, и не интересной космологам. Компанию звезде составляют две суперземли и три (включая один не подтверждённый) нептуна.
И вот, казалось бы… Но начать стоит с упомянутых выше благоприятных условий наблюдения. Эпоха, когда появилась, – и то в случаях единичных, – возможность прямого наблюдения экзопланет, наступила буквально только что. До этого же, – для любых телескопов до «Джеймса Уэбба», – вся система являлась «точечным источником света», и экзопланеты обнаруживались косвенно. Заметить их было тем проще, чем они массивнее и ближе к звезде. Вот, в случае TOI-561 оба условия замечательно выполнялись.
Потому что, система эта – крошечная. Ближайшая из планет TOI-561b массой 2 «земли» крутится по орбите радиусом 0.01 астрономической единицы. Это всего вчетверо больше орбиты Луны. Следующая – TOI-561с – имеет массу 6 земель и радиус орбиты 0.09 а.е.. За ней следуют нептуны, 13, 13 и, кажется, 17 земных масс, с радиусами орбит 0.16, 0.33 и 1 астрономических единицы. Причём, последний, как отмечалось выше, под вопросом. Не факт, пока, что он астрономии не померещился. Без него же вся система умещается внутри орбиты Меркурия.
Это уже к вопросу о загадках. Времена, когда астрономы могли лишь смотреть и удивляться, прошли довольно давно. Известно уже, что формирование планетных систем подчиняется определённым закономерностям. Которым на моём канале посвящено уже много публикаций. Закономерности, которым подчиняются массы и орбиты планет, в свою очередь, объясняются хорошо проработанными математическими моделями, описывающими движение вещества в протопланетном диске… В наше время астрономы смотрят и удивляются тому, что закономерности эти соблюдаются в космосе, в лучшем случае, через раз.
В частности, размеры системы TOI-561 какого-либо разумного объяснения не имеют. Диск звезды по массе вполне сравнимой с Солнцем не просто не должен быть так мал, – мал, как бывает лишь у легчайших красных карликов, – формирование планет в зоне, где находятся обе суперземли, физически невозможно, – пыль и газ не выдержали бы там давления излучения. В свою очередь, физически невозможно и формирование «нептунов», там где они видны. Суперземли там быть могли бы, – если б в облаке, из которого рождалась звезда, имелось достаточно пыли (а это точно не так), – но притянуть воду, чтобы превратить планеты в ледяные гиганты, каменные ядра смогли бы только за снеговым поясом.
То есть, при рождении система наверняка была больше, – минимум в 10 раз. Потом как-то «стянулась». Объяснения этому нет. И видимая картина представляется особенно странной, учитывая, что система не «битая». В четырёх случаях из пяти радиусы орбит укладываются в регулярный ряд, для случая Солнечной системы именуемый «зависимостью Тициуса-Боде». Но даже если бы планеты пережили торможение в плотной среде, – обстоятельства, при которых что-то такое могло бы произойти за 10 миллиардов лет трудно, но можно представить, – торможение и «падение» в гравитационной яме звезды каждой зависело бы от плотности. Нептуны бы провалились сильнее суперземель и порядок был бы нарушен…
Здесь же порядок нарушает и «находится не на месте» только TOI-561b, крутящаяся в 5 раз «ниже», чем положено. Но, вот, именно это, – в принципе, – объяснимо. Планета попала в зону, где она уже неиллюзорно тормозится солнечным ветром и либрациями.
Собственно, это уже «зона смерти». TOI-561b доживает последние десятки миллионов лет, прежде чем будет разорвана приливными воздействиями звезды и, превратившись в кольцо, по спирали втянется в фотосферу.
Но пока TOI-561b просто «горит». И является интересным объектом для наблюдения. Горящих юпитеров и нептунов известно много. Известны железные и углеродные планеты, образующиеся, когда пламя звезды испарит и сдует не только газы, но даже кремний. Суперземель же в такой близости от светила, – ещё раз надо напомнить, что это не красный карлик, а вполне нормальное солнце, – кроме данной, не найдено.
Наблюдая же за TOI-561b «Джеймс Уэбб» сделал удивительное открытие. Оказывается, эта планета не потеряла атмосферу. Собственно, атмосферу у экзопланеты «Уэббу», пока, удалось наблюдать лишь в одном случае, но здесь в её существовании удалось убедиться по косвенным признакам. Измерена была температура дневной стороны, и она составила всего 3200 градусов, вместо 4900 расчётных. Так может быть лишь в случае, если работает механизм переноса тепла между дневной и ночной сторонами.
При этом, плотность TOI-561b, как максимум равна земной, а, скорее всего, меньше, – при радиусе на 40% больше земного, получается порядка 3 граммов на кубический сантиметр. Последнее не объяснимо лишь меньшей металличностью системы, а может означать, что это планета водяная (значит, рождённая совсем уж не там, где видна).
В последнем случае 3200 градусов – это температура ионизированных кислорода и водорода в верхних слоях атмосферы на «солнечной» стороне. Ниже начинается слой водяного пара, а там и… жидкая вода. До какой степени перегретая зависит только от давления, хотя оно, видимо, достаточно велико, чтобы бьющее в упор излучение поглощалось облаками… Но так-то температура воды не выше точки кипения. В глубинах же вода переходит в горячий (но не настолько, как атмосфера) экзотический лёд.
За десять миллиардов лет, – хотя не совсем ясно, как долго TOI-561b крутится настолько близко к звезде, – вода так и не выгорела. Ведь планета состоит из неё наполовину.
Под воздействием радиации вода, конечно, разлагается на кислород и водород, но первый ни с чем не реагирует, – ведь водяная поверхность полностью окислена, – а второй не успевает сбежать, так как в плотной смеси с активнейшим окислителем снова образует соединение, попадая на ночную сторону.