В космосе найдены "планеты лилипутов"

Недавно астрофизики, проанализировав данные космического телескопа "Кеплер", объявили об открытии новой экзопланетной системы. Причем весьма необычной. Эта система состоит из звезды, относящейся к классу красных карликов, и трех планет-крошек, каждая из которых по размеру меньше Земли. Так что данная система производит впечатление игрушечной…

Фото:

Сразу после Нового года космический телескоп "Кеплер" вновь порадовал астрофизиков сенсационным открытием. Ему удалось обнаружить планетную систему около звезды KOI-961, которая находится в созвездии Лебедя и отстоит от нас примерно на 950 световых лет. Позже это открытие подтвердили специалисты, работающие на телескопах Кека и Паломарской обсерватории.

Казалось бы, что тут удивительного — подумаешь, еще несколько экзопланет нашли. Да их в последнее время чуть ли не каждый месяц находят, в самых разных созвездиях. И уж "Кеплер" здесь, что называется, "впереди планеты всей" — постоянно чего-нибудь да обнаружит (видать, не зря его в честь знаменитого астронома назвали). Однако данная планетная система весьма необычна — она является самой маленькой в мире, если говорить о размерах звезды и самих планет. Создается впечатление, что какой-то загадочный демиург из дальней части Вселенной создал ее специально в качестве игрушки для своих детей (или учебного пособия для творцов-студентов).

Читайте также: Экзопланеты живут без правил

Начнем с того, что сама KOI-961 отнюдь не гигант, а, скорее, наоборот — красный карлик. Ее масса равна 0,13 ± 0,05 масс Солнца, а радиус всего-то — 0,17 ± 0,04 радиусов Солнца. Крошка, да и только! И кстати, не особенно горячая и яркая — температура ее фотосферы составляет 3068 ± 174 K, а светимость — 2,4 • 10^-3 солнечных светимостей (кстати, вопреки названию, красные карлики испускают свет не красного, а скорее, охристо-желтоватого оттенка). В общем, практически курортные условия.

Но это еще не все. Оказалось, что около этой звезды вращаются три крохотных планетки. И все они имеют радиус, который меньше такового Земли. Однако давайте о них чуть поподробнее.

Ближайшая к звезде планета KOI-961c совершает один оборот всего за 0,453 земных суток (сразу вспоминается планета с фонарем и фонарщиком из "Маленького Принца"). Ее радиус оценивается в 0,73 ± 0,20 радиуса Земли, а большая полуось ее составляет 0.006 а. е. (то есть примерно 0,9 миллиона километров, она расположена куда ближе к своей звезде, чем Меркурий — к Солнцу). Эффективная температура этой планеты оценивается в 720 ± 73 К (не то, что бы уж очень, но все-таки там жарковато).

Средняя планета (KOI-961 b) несколько больше своей соседки — ее радиус достигает 0,78 ± 0,22 радиуса Земли. Ее орбитальный период составляет 1,214 земных суток, и находится она от звезды на расстоянии в 0,0116 а. е. (то есть 1,74 миллиона километров). Эффективная температура средней планеты оценивается в 519 ± 52 К. И, наконец, размеры внешней планеты (KOI-961 d) лишь немного превышают размеры Марса — ее радиус составляет 0.57 ± 0.18 радиусов Земли. Она вращается вокруг своей звезды на среднем расстоянии 0.0154 а. е. (где-то 2,3 миллиона километров) Эта самая большая планета системы делает один оборот за 1,865 земных суток. Эффективная температура внешней планеты оценивается в 450 ± 45 К.

Ученые пока не смогли измерить массу планет, поскольку родительская звезда слишком тусклая (ее видимая звездная величина составляет всего +16,1), и измерить ее лучевую скорость с приемлемой точностью практически невозможно. Астрофизики же посчитали, что планеты должны быть каменистыми (то есть земного типа). Соответственно, они должны наводить на свою звезду колебания лучевой скорости с амплитудой 1,1, 1,25 и 0,33 м/сек. А подобные измерения находятся за пределами возможностей даже лучших наземных спектрографов.

Вообще, следует заметить, что планетные системы возле красных карликов находили и раньше. Но все они были куда больше Земли и находились на более удаленном расстоянии от звезды. Так, например,в2005 году были впервые обнаружены экзопланеты, вращающиеся вокруг одного из подобных карликов, и самая крупная из них была по размеру сопоставима с Нептуном (около 17 масс Земли). Она вращалась на расстоянии около шести миллионов километров от светила, и, следовательно, должна была иметь температуру поверхности около 150 градусов Цельсия, даже несмотря на низкую светимость звезды. В 2006 году была впервые обнаружена планета земного типа (хотя и она была больше Земли, правда, ненамного), вращающаяся вокруг красного карлика на расстоянии в 390 миллионов километров. А вот на ее поверхности царил совсем уже адский холод — средняя температура равнялась -220 градусов Цельсия.

А в 2009 году около красного карлика VB 10 была обнаружена планета VB 10 b, (кстати, сама звезда расположена на расстоянии всего 20 световых лет от Земли). Масса этой планеты составляет три таковых Юпитера, хотя сначала ее ошибочно оценили в шесть юпитерианских масс (интересно, что эта планета получается не намного меньше своей родительской звезды, масса которой равняется менее 0,1 таковой Солнца). При этом объект не относится к классу так называемых "горячих Юпитеров": температура верхних слоев планеты, по мнению астрофизиков, вполне сравнима с земной. Вокруг VB 10 этот гигант обращается за девять месяцев, а радиус его орбиты равен 50 миллионам километров.

Итак, как видите, везде речь шла о нормальных планетных системах, где и планеты были крупными, и расстояние от них до звезды — значительным. А здесь все наоборот — не удивительно, что система KOI-961 кажется астрофизикам какой-то игрушечной. "Эту уникальную миниатюрную систему удобно сравнивать с Юпитером и его спутниками", — замечает один из авторов исследования Джон Джонсон из Калифорнийского технологического института.

Сравнение с Юпитером не случайно, по некоторым из существующих теорий, самой большой планете Солнечной системы на самых ранних этапах ее формирования не хватило совсем немного вещества (по астрономическим понятиям, конечно, ведь речь идет о миллиардах тонн) для того, чтобы стать звездой. Расчеты показывают, что если бы масса протопланеты превышала бы его реальную массу в четыре раза, плотность Юпитера возросла бы до такой степени, что под действием возросшей гравитации размеры планеты сильно уменьшились.

С дальнейшим увеличением массы сжатие продолжалось бы до тех пор, пока Юпитер не стал бы коричневым карликом (но не красным, хотя некоторые подобные звезды всего лишь на 30 процентов больше его по диаметру) с массой, превосходящей его нынешнюю примерно в 50 раз. В этом случае Солнечная система стала бы двойной (и называли бы ее "Солнечно-Юпитерианская"), а у второй звезды образовалась бы плеяда собственных планет (по предположению, тоже очень маленьких). И тогда мы могли бы наблюдать этот феномен с куда более близкого расстояния!

Однако, чего не случилось, того не случилось, а мы тем временем вернемся к системе KOI-961. Астрофизики предполагают, что, поскольку все ее планеты расположены слишком близко к звезде, то они становится постоянно обращены к ней одной своей стороной (данное явление называют орбитальным резонансом). И этот резонанс приводит к тому, что разница температур в разных полушариях планет (ночном и дневном) весьма велика, поскольку на дневном полушарии всегда жарко, а на ночном температура может приближаться к абсолютному нулю. Это, в свою очередь, приводит к образованию сильных ветров в их атмосферах, а также к тому, что вода в виде льда может существовать лишь на "темной" стороне.

Читайте также: Сатурн и Юпитер сформировали планеты

Все это говорит о том, что существование жизни наподобие земной на данных планетах невозможно. А жаль! Ведь, в отличие от Солнца, красные карлики живут очень долго — их жизненный цикл к в сотни раз длиннее, поскольку ядерный синтез в недрах этих звезд идет очень медленно. И если бы там была возможность для зарождения жизни, то время для ее эволюции тоже было бы несравненно больше…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"