Астрономы обнаружили планету размером с Землю, которая излучает так много радиации, что её атмосфера давным-давно разрушилась, оставив её опустошенной. Жизнь в том виде, в каком мы её знаем, в этом бурном мире не в состоянии существовать, но астрономы заинтересованы в ней по другой причине: возможно, они впервые смогут изучить геологию планеты за пределами нашей Солнечной системы.
Новооткрытая экзопланета, получившая название SPECULOOS-3 b, представляет собой скалистую планету примерно в 55 световых годах от Земли. Она обращается вокруг своей звезды-хозяина каждые 17 часов, но дни и ночи на планете бесконечны. Астрономы подозревают, что планета привязана к своей звезде приливными силами, как Луна к Земле. Единственная дневная сторона всегда обращена к звезде, в то время как тёмная сторона погружена в вечную тьму.
Наблюдения в телескоп показывают, что частое излучение звезды экзопланеты, красного карлика возрастом 7 миллиардов лет, размером примерно с Юпитер, поджаривает планету до температур, подобных венерианским. Таким образом, любая атмосфера, которая могла быть на планете, давным-давно легко улетучилась в космос и оставила после себя безвоздушный, обожжённый каменный шар, сообщили астрономы в новом исследовании, опубликованном 15 мая в журнале Nature Astronomy.
«Жизнь, какой мы её знаем, не могла бы возникнуть на поверхности этой планеты — с атмосферой или без — потому что она не могла бы поддерживать большие количества воды в жидкой форме, — сказал ведущий автор исследования Микаэль Жийон (Michaël Gillon), астроном из Льежского университета в Бельгии, в интервью Live Science. — Это такая же голая скалистая планета, как Меркурий.»
И хотя SPECULOOS-3 b недружелюбен по отношению к жизни, астрономы заявили, что планета находится достаточно близко к Земле для детальных последующих исследований её химического состава, которые могли бы выявить, была ли планета когда-либо геологически активной. Например, уже запланированные наблюдения с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) смогут подтвердить, извергались ли на планете вулканы. Это позволит понять, как каменистые планеты, такие как SPECULOOS-3 b, формируются вокруг слабых, лёгких звёзд, и могут ли некоторые из них быть пригодными для жизни, несмотря на то, что они находятся близко к своим звёздам.
По словам Жийона, исследователи «интенсивно искали» планетарных братьев и сестёр SPECULOOS-3 b в той же звёздной системе, но не нашли ни одной. Он отметил, что эти дополнительные планеты могут существовать, но они просто слишком малы или слишком далеки от своей звезды-хозяина, чтобы их можно было увидеть.
Горячая планета возле холодной звезды
Жийон и его коллеги обнаружили SPECULOOS-3 b с помощью сети из шести телескопов, расположенных на территории Чили, Канарских островов и Мексики с 2011 года. Эта сеть называется «Поиск планет, затмевающих ультрахолодные звезды», или SPECULOOS, и имеет общее название с бельгийским песочным печеньем со специями, которое традиционно раздают детям каждое 6 декабря на День Святого Николая.
Основная цель проекта — обнаружение скалистых планет, вращающихся вокруг ультрахолодных карликовых звёзд, чей крошечный размер облегчает телескопам обнаружение планет на орбитах. Помимо того, что они на тысячи градусов холоднее Солнца и в сотни раз тусклее, они медленно сжигают своё топливо и в конечном итоге живут гораздо дольше — около 100 миллиардов лет. (Солнцу, например, теоретически будет примерно 10 миллиардов лет, когда оно умрёт примерно через 4,5 миллиарда лет.)
«Ожидается, что они будут последними звёздами, которые ещё сияют во Вселенной», — сказал в своём заявлении соавтор исследования Амори Трио (Amaury Triaud), профессор экзопланетологии в Университете Бирмингема в Англии. По словам исследователей, их сверхдолгая продолжительность жизни открывает благоприятные возможности для появления жизни на планетах в их системах.
Однако их чрезвычайная тусклость затрудняет их изучение. Чтобы обнаружить SPECULOOS-3 b, роботизированный телескоп SPECULOOS в Мексике непрерывно наблюдал характерные провалы в свете звезды-хозяина в течение пяти ночей в 2021 году. Тогда же появились первые намёки на присутствие на орбите новой обнаруженной планеты, которые были подтверждены год спустя, согласно исследованию.
«Если бы не было атмосферы, не было бы ни голубого неба, ни облаков — было бы просто темно, как на поверхности Луны, — заявил соавтор исследования Бенджамин Рэкхэм (Benjamin Rackham), научный сотрудник Массачусетского технологического института (MIT), в отдельном заявлении MIT. — А «Солнце» было бы большой, пурпурно-красной, пятнистой и пылающей звездой, которая выглядела бы примерно в 18 раз больше, чем нам кажется солнце на небе.»
По словам Жийона, SPECULOOS-3b — девятая подобная планета, обнаруженная проектом, и команда ожидает обнаружить ещё много таких в ближайшие годы. Подобно планетам, ранее открытым проектом, включая семейство из семи в хорошо известной системе TRAPPIST-1, некоторые из которых считаются потенциально обитаемыми, новообретённая SPECULOOS-3 b «является отличной мишенью для JWST», — отметил Жийон.
«Благодаря этому миру мы могли бы начать заниматься экзопланетной геологией, — сказал в заявлении MIT соавтор исследования Жюльен де Вит (Julien de Wit), доцент кафедры планетарных наук Массачусетского технологического института. — Насколько это круто?»