Когда мы думаем о планетах, в голову приходят привычные образы: каменный Марс, газовый гигант Юпитер, голубая Земля с океанами. Но за пределами Солнечной системы астрономы находят миры, которые бросают вызов воображению. Там идет дождь из расплавленного стекла. Там год длится 18 часов. Там океаны кипят, а горы текут как жидкость.
Это экстремальные планеты. И каждая из них — напоминание о том, насколько разнообразной может быть Вселенная.
1. WASP-76b: Планета с железным дождем
WASP-76b находится на расстоянии 640 световых лет от Земли в созвездии Рыб. По размеру она чуть больше Юпитера, но ее главная особенность — температура.
Планета приливно заблокирована. Это значит, что она всегда повернута к своей звезде одной стороной, как Луна к Земле. Дневная сторона раскалена до 2400°C. Этого достаточно, чтобы испарить железо. Атмосфера на дневной стороне содержит железо в газообразном состоянии.
Ветры несут железный пар на ночную сторону. Там температура ниже — около 1500°C. Железо конденсируется и падает вниз каплями расплавленного металла.
На ночной стороне WASP-76b идет дождь из жидкого железа.
После падения капли испаряются обратно или стекают в "океаны" расплавленного металла. Цикл повторяется снова и снова.
А знаете ли вы? WASP-76b была открыта в 2016 году транзитным методом. Спектральный анализ показал наличие железа в атмосфере, но только на границе дня и ночи. Это прямой эффект конденсации на холодной стороне.
2. HD 189733b: Стеклянный ураган
HD 189733b — одна из самых изученных экзопланет. Она находится на расстоянии 64 световых лет в созвездии Лисички. По размеру чуть больше Юпитера, но здесь сходство заканчиваетс는.
Атмосфера планеты насыщена силикатной пылью — мельчайшими частицами стекла и песчаных минералов. Температура — около 1000°C. Достаточно, чтобы расплавить силикаты, но не испарить.
На планете дуют чудовищные ветры. Скорость — 8 000 км/ч. Это в 6-7 раз быстрее скорости звука на Земле.
Расплавленные силикатные частицы ускоряются ветрами до сверхзвуковых скоростей. Они сталкиваются, слипаются, снова разлетаются. Дождь на HD 189733b — это не капли воды, а потоки расплавленного стекла, несущиеся горизонтально со скоростью 8 000 км/ч.
Атмосфера планеты имеет глубокий синий цвет — не из-за воды, а из-за рассеяния света на силикатных частицах.
А знаете ли вы? HD 189733b была первой экзопланетой, на которой составили карту температур. Оказалось, что дневная сторона имеет "горячее пятно", смещенное от точки, обращенной прямо к звезде, — из-за сверхскоростных ветров.
3. TRAPPIST-1: Семь землеподобных миров
Система TRAPPIST-1 — одна из самых важных находок в истории астрономии. Она находится на расстоянии 40 световых лет в созвездии Водолея. Центральная звезда — красный карлик, размером чуть больше Юпитера и в 2 000 раз тусклее Солнца.
Вокруг этой крошечной звезды вращаются семь планет землеподобного размера. Три из них находятся в зоне обитаемости — на таком расстоянии, где вода может существовать в жидком виде.
Но есть проблема. Все семь планет, вероятно, приливно заблокированы. Одна сторона всегда лицом к звезде, другая — в вечной тьме.
Атмосферы планет пока не исследованы до конца. Телескоп "Джеймс Уэбб" уже начал изучать их спектры. Первые результаты указвают, что ближайшая к звезде планета (TRAPPIST-1b) почти не имеет атмосферы — жесткое ультрафиолетовое излучение звезды сдуло ее миллиарды лет назад.
Дальние планеты могут сохранить атмосферы. Это главная надежда на поиск признаков жизни — биомаркеров.
А знаете ли вы? Несмотря на близость к звезде, планеты TRAPPIST-1 получают не так много тепла. Звезда настолько тусклая, что даже самая внутренняя планета получает энергии примерно столько же, сколько Земля получает от Солнца.
4. OGLE-2016-BLG-1195Lb: Планета у "не-звезды"
Большинство экзопланет находят транзитным методом или методом лучевых скоростей. OGLE-2016-BLG-1195Lb нашли методом гравитационного микролинзирования — искажение света далекой звезды гравитацией планеты.
Планета находится на расстоянии 13 000 световых лет. Ее масса — примерно как у Земли. Но главное отличие: она вращается не вокруг звезды. Ее "солнце" — коричневый карлик, объект с массой между планетой и звездой.
Коричневые карлики недостаточно массивны, чтобы запустить термоядерный синтез водорода. Они лишь слабо светятся в инфракрасном диапазоне. Некоторые из них холоднее человеческого тела.
На "небе" этой планеты нет яркого диска. Ее солнце — тусклый красноватый шар, едва различимый глазом. Но гравитация есть. И планета стабильно вращается на орбите.
Такие системы заставляют пересмотреть определение "планета" и "звезда". Где граница? И может ли жизнь существовать у такого тусклого светила?
А знаете ли вы? Первая планета у коричневого карлика была открыта в 2017 году. До этого считалось, что коричневые карлики не могут иметь планеты диске — они слишком малы и их гравитация недостаточно сильна.
5. TOI-849b: Голое ядро газового гиганта
TOI-849b — одна из самых плотных планет из известных. Ее масса в 40 раз больше земной, а радиус — в 3,4 раза. Плотность — около 5,5 г/см³, почти как у Земли. Но Земля каменная, а TOI-849b должна была быть газовым гигантом.
Проблема: она находится намного ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу. Там температура — около 1500°C. Газовые гиганты не могут существовать так близко — их атмосферы должны сдуваться звездным ветром.
Теория говорит: TOI-849b родилась как обычный газовый гигант. Но ее атмосферу полностью сдуло излучением звезды. Осталось только ядро — каменная и металлическая сердцевина.
Это первое прямое доказательство того, что у газовых гигантов действительно есть каменное ядро. И первая возможность изучить его состав.
Что внутри: предположительно, вода в экзотической форме (лед под высоким давлением), силикаты, металлы. Точный состав неизвестен — но ясно одно: перед нами планета-останок. Призрак газового гиганта.
6. 55 Cancri e: Алмазная планета
55 Cancri e — одна из самых загадочных планет. Она находится на расстоянии 41 светового года. Масса — в 8 раз больше земной, радиус — в 2 раза. Оборот вокруг звезды занимает всего 18 часов.
Ее звезда богата углеродом. Астрономы предполагают, что и планета сформировалась из углеродного материала. Состав: графит и алмаз, а не силикаты и металлы.
Поверхность — предположительно, из алмазных скал. Там нет гранита и базальта. Есть кристаллическая решетка углерода.
Внутри планеты — океан из расплавленного графита и карбида кремния.
Атмосфера — угарный газ, цианистые соединения, возможно, азот.
В таких условиях жизнь невозможна. Но сама возможность существования углеродных планет ставит вопрос: насколько уникальна наша кремниевая Земля?
7. KELT-9b: Горячее звезд
KELT-9b — самая горячая из известных экзопланет. Температура на дневной стороне — около 4 300°C. Это горячее, чем поверхность многих звезд (например, красных карликов).
Она находится на расстоянии 670 световых лет в созвездии Лебедя. Масса — почти в 3 раза больше юпитерианской, но плотность очень низкая — атмосфера сильно раздута.
На такой температуре молекулы не могут существовать. Любые соединения (вода, метан, аммиак) разрушаются на атомы. Атомы ионизируются — теряют электроны.
Атмосфера KELT-9b — это плазма. Атомы водорода и гелия (основные компоненты) существуют как ионы и электроны.
Забавно: планета горячее своей звезды? Да. Звезда KELT-9 имеет температуру около 10 000°C. Планета холоднее, но ненамного.
8. PSR B1257+12: Планеты у пульсара
Это первая экзопланетная система, открытая официально (1992 год). Звезда — не Солнце. Вообще не звезда. Это пульсар — нейтронная звезда, вращающаяся 161 раз в секунду.
Как планеты могут существовать у нейтронной звезды? Когда звезда взрывается сверхновой, большая часть вещества сбрасывается. Планеты, если они были, испаряются или улетают. Откуда же взялись три планеты?
Основная теория: это второе поколение планет. После взрыва сверхновой остался диск из газа и пыли — остатки разрушенной звезды-компаньона. Из этого диска сформировались планетные зародыши, а затем и полноценные планеты.
Массы планет: от 0,02 до 4,3 масс Земли. Они невероятно близко к пульсару — на расстоянии десятой доли астрономической единицы.
Поверхность планет постоянно бомбардируют релятивистские частицы из пульсара. Радиация там настолько сильная, что любой космический корабль расплавился бы за минуту. Это адские миры.
9. Kepler-16b: Планета с двумя солнцами
Kepler-16b — планета, вращающаяся вокруг двойной звезды. Такие планеты называют циркумбинарными.
Система: звезды Kepler-16A и Kepler-16B (20 и 69% массы Солнца) вращаются вокруг общего центра масс. Kepler-16b вращается вокруг обеих звезд. В небе этой планеты два солнца — как у Татуина из "Звездных войн". Только холодных, красноватых.
Период обращения планеты: 229 дней. Температура: около 85°C — подходит для жидкой воды? Но планета — газовый гигант вроде Сатурна, твердой поверхности нет.
Важное открытие: планеты могут формироваться в двойных системах. Раньше считалось, что гравитационные возмущения второй звезды разрушат протопланетный диск. Kepler-16b доказала обратное.
10. Что означают эти миры
Экстремальные планеты — не просто диковинки. Они расширяют наше понимание того, что такое "планета".
Они показывают, что планеты могут быть:
- холоднее жидкого азота (OGLE-2005-BLG-390Lb, температура -220°C)
- горячее поверхности Солнца (KELT-9b)
- из алмаза (55 Cancri e)
- без атмосферы (TOI-849b)
- с дождем из железа (WASP-76b)
- с ветрами быстрее звука (HD 189733b)
- у мертвой звезды (PSR B1257+12)
- сразу у двух звезд (Kepler-16b)
Каждая новая экзопланета — это возможность: возможно, где-то там, в бескрайнем космосе, есть миры, которые мы даже представить не можем. А возможно, где-то есть планета, похожая на Землю. Мы ее пока не нашли. Но поиск продолжается.
Подпишись, если понравилась статья!
Другие статьи: