Каждый день – Новый год: найдена планета с 8-часовым орбитальным периодом

Исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили экзопланету, которая делает оборот вокруг своей звезды за 8,5 часа

Маленькая планета, напоминающая огненный шар, которая находится на расстоянии 700 световых лет от Земли, за то время, пока мы спим, успевает прожить целый год, сообщается в phys.org.

Новооткрытая экзопланета имеет такой же размер, как наша Земля. Она получила название Kepler 78b. Планета расположена очень близко к своей звезде: радиус ее орбиты превышает радиус звезды всего в три раза. Ученые подсчитали, что температура на поверхности Kepler 78b может достигать 3000 градусов Кельвина или 2700 градусов Цельсия. При такой температуре верхний слой планеты, скорее всего, полностью расплавился, образовав океаны лавы.

Самым удивительным для ученых оказалось то, что они смогли обнаружить свет, испускаемый Kepler 78b: это первый случай с планетой такого малого размера. Исследование света с помощью мощных телескопов может дать ученым подробную информацию о поверхности планеты, ее составе и отражательных свойствах.

Благодаря тому, что Kepler 78b находится очень близко к своей звезде, ученые получат возможность измерить его гравитационное воздействие на звезду. Впоследствии они надеются использовать полученную информацию для измерения массы планеты. В случае успеха Kepler 78b станет первой планетой размером с Землю, расположенной вне Солнечной системы, с известной массой.

Члены исследовательской группы совместно с другими исследователями из Массачусетского технологического института и из других исследовательских центров представили результаты своих наблюдений за ранее обнаруженной экзопланетой KOI 1843,03 с еще более коротким периодом обращения (всего 4 часа 15 минут) в Astrophysical Journal Letters. Группа во главе с заслуженным профессором физики Саулом Раппопортом установила, что для того, чтобы выжить на такой низкой орбите, планета должна быть невероятно плотной – например, состоять полностью из железа. В противном случае огромные приливные силы звезды буквально разорвут планету на куски.

«Сам факт выживания планеты на такой орбите говорит о ее исключительно высокой плотности, – рассказывает профессор физики Массачусетского технологического института и соавтор исследования Джош Винн. – Создает ли сама природа планеты с такой высокой плотностью – это открытый вопрос, и найти на него ответ было бы очень интересно».

Пробелы в имеющихся данных

На пути к открытию Kepler 78b группа ученых исследовала 150 000 звезд, попавших в объективы телескопа Kepler NASA, изучавшего кусочек галактики. Ученые занимались исследованием имеющихся данных в надежде обнаружить пригодные для жизни планеты размером с Землю.

Перед Винном и его коллегами стояла более узкая задача – обнаружить планеты с очень короткими орбитальными периодами.
«Мы уже не раз встречали планеты с орбитальным периодом в несколько дней, – говорит Винн. – Но нам было интересно, может ли счет идти не на дни, а на часы. Возможно ли это? И оказалось, такие планеты существуют».

Ученые исследовали свет, исходящий от тысяч звезд, в поисках пробелов, которые говорят о том, что планета периодически проходит перед звездой.

Сбор данных о пробелах в десятках тысяч кривых света – трудоемкий процесс. Для его ускорения ученые разработали автоматизированный подход с применением основного математического метода – преобразования Фурье для больших блоков данных. Этот метод позволяет сузить поле исследуемых кривых света, в которых наблюдаются периодические пробелы.

Пробелы появляются тогда, когда планета, вращаясь по орбите, периодически заслоняет собой звезду. Однако есть и другие виды затмений, в частности, когда одна звезда заслоняет собой другую. Чтобы отобрать пробелы в кривых света, образованные именно планетами, аспирант-физик Роберто Санчес-Охеда исследовал область пробелов, появляющихся чаще других на половине пути планет во время транзита.

Группе ученых удалось обнаружить свет, излучаемый Kepler 78b путем измерения величины, на которую уменьшался общий объем излучаемого звездой света каждый раз при затмении ее планетой. Исследователи считают, что свет планеты, возможно, представляет собой сочетание излучения от ее нагретой поверхности и света, отраженного материалами, образующими эту поверхность, – лавой и атмосферным паром.

«Я просто смотрел на экран и вдруг увидел этот пробел в линии света, как раз тогда, когда мы ожидали. Это было прекрасно, – вспоминает Санчес-Охеда. – Мы подумали, что это на самом деле свет от планеты. Это был поистине волнующий момент».

Жизнь в мире лавы

Согласно измерениям ученых, Kepler 78b находится примерно в 40 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к нашему Солнцу. Звезда, вокруг которой вращается Kepler 78b, скорее всего, довольно молода, так как она вращается почти в три раза быстрее, чем Солнце. Это признак того, что звезда еще не успела замедлить свой ход.

Хотя размеры у Kepler 78b близки к размерам Земли, эта планета, безусловно, непригодна для жизни из-за своей чрезмерной близости к звезде.

«Невозможно представить себе жизнь в мире лавы, – говорит Винн. – По крайней мере, человеческий род там однозначно не выживет».

Однако все же есть надежда на то, что на других планетах с кратким орбитальным периодом жизнь возможна. В настоящее время группа исследователей под руководством Винна занимается поиском экзопланет, вращающихся вокруг коричневых карликов и холодных, почти мертвых звезд, которые по каким-то причинам не смогли поддерживать высокую температуру.

«Если планета вращается вокруг одного из таких коричневых карликов, ее орбита проходит близко к звезде и орбитальный период составит всего несколько дней, – говорит Винн. – При определенной температуре на планете может существовать жизнь».