Астрономы обнаружили у солнцеподобной звезды невероятно тёмную планету

Свежеоткрытая планета черна как уголь.

Иллюстрация NASA/JPL-Caltech.

Планета всегда повёрнута к своей звезде одним полушарием.

Иллюстрация NASA/Ames/JPL-Caltech.

Астрономы обнаружили планету, которая поглощает не менее 97% падающего на неё света. Это делает её одной из самых тёмных планет, известных в истории астрономии. Достижение описано в научной статье, препринт которой опубликован на сайте arXiv.org командой учёных из Килского университета в Англии во главе с Джоном Саусуортом (John Southworth).

Небесное тело было обнаружено космическим телескопом Kepler во время миссии K2. Напомним, что "Кеплер" ищет новые миры методом транзитов. Суть этого способа чрезвычайно проста. Когда планета проходит между наблюдателем и родительской звездой, она затмевает часть света последней. Такие регулярные падения яркости и сигнализируют об открытии небесного тела.

Метод позволяет напрямую определить период обращения планеты вокруг светила (как промежуток между двумя последовательными затмениями). А эта величина, согласно закону всемирного тяготения, однозначно связана с расстоянием от планеты до её солнца.

Кроме того, иногда удаётся наблюдать так называемые вторичные затмения. Дело в том, что планета с точки зрения наблюдателя может находиться в трёх позициях: "сбоку от звезды", "перед звездой" и "за звездой". Понятно, что во втором положении видимый блеск звезды уменьшается по сравнению с первым, ведь планета затмевает собой звезду. В этом и суть метода транзитов. Однако, когда экзопланета находится "за светилом", яркость последнего тоже уменьшается.

Почему? Всё просто. Когда планета расположена "сбоку" от своего солнца, видимая яркость звезды складывается из излучения самого светила и из света, отражённого планетой. Последней составляющей, очевидно, не будет, когда экзопланета скроется за диском светила. Из-за этого видимый блеск и падает, правда, далеко не так сильно, как при транзите. Такая ситуация и называется вторичным затмением.

Орбитальные характеристики планеты сами по себе содержат некоторую информацию о способности тела отражать свет, ведь они определяют физические условия на поверхности. Ещё лучше, когда наблюдаются вторичные затмения, позволяющие просто измерить блеск свежеоткрытого мира.

Использовав оба источника сведений, астрономы вычислили способность к отражению (альбедо, как говорят специалисты) планеты WASP-104b.

Планета всегда повёрнута к своей звезде одним полушарием.
Планета всегда повёрнута к своей звезде одним полушарием.
Иллюстрация NASA/Ames/JPL-Caltech.

Этот мир представляет собой горячий юпитер, то есть гигантскую газовую планету на очень малом расстоянии от родительской звезды. Такие тела обычно довольно тёмные: они отражают не более 40% падающего на них света. Но WASP-104b претендует на рекорд. По самым скромным оценкам, она возвращает Вселенной лишь 3% света, получаемого от звезды. Проще говоря, планета угольно чёрная.

"Из всех тёмных планет, которые я мог найти в литературе, эта [планета] в пятёрке лучших, – говорит соавтор исследования Тео Мокник (Teo Mocnik), чьи слова приводит издание ScienceAlert. – Я думаю, что в первой тройке".

Планета расположена в созвездии Льва в 466 световых годах от Земли и обращается вокруг жёлтого карлика (к этому классу звёзд относится и Солнце). Причина такого нежелания делится светом может заключаться в близости WASP-104b к своей звезде: "год" там длится всего 1,75 земных дня.

Поэтому планета постоянно развёрнута к звезде одним полушарием (как, к примеру, Луна к Земле). Так всегда происходит со спутниками, слишком близкими к родительским телам, из-за действия приливных сил.

Следовательно, дневная сторона экзопланеты раскалена. Там не образуется облаков, которые и служат главными "светоотражателями". Вместо этого лучи местного солнца попадают в плотную атмосферу, возможно, содержащую атомы натрия и калия, эффективно поглощающие свет.

Правда, на ночной стороне могут существовать облака. Но, поскольку туда не попадает свет, то и отражать им нечего.

Отметим, что, согласно озвученным цифрам, WASP-104b далеко до рекордсмена TrES-2b, отражающего лишь 0,1% падающего света. Но по мере уточнения оценок планета вполне может побороться за первое место.

К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) и ранее писали о непростых отношениях горячих юпитеров со светом их солнц. Например, мы рассказывали о планетах, раздувающихся от перегрева, о мире, где самая горячая точка расположена не там, где надо, и об атмосфере, способной вскипятить металл.