Астрономы, работающие с космическим телескопом TESS, сообщили об открытии экзопланеты GJ 367 b, обладающей сверхкоротким периодом обращения вокруг своей звезды — красного карлика. Год на этой планете длится всего восемь часов. По своим размерам она сопоставима с Марсом и вдвое меньше Земли по массе, что делает ее одной из самых небольших планет, обнаруженных на сегодняшний день. Информация об этом открытии содержится в пресс-релизе Массачусетского технологического института. Результаты опубликованы в журнале Science.
TESS — Transiting Exoplanet Survey Satellite — это космический телескоп, специально предназначенный для открытия экзопланет транзитным методом — при прохождении по диску родительской звезды. Он разработан Массачусетским технологическим институтом в рамках Малой исследовательской программы NASA и запущен 18 апреля 2018 года на ракете-носителе Falcon 9. TESS изучал участок южного неба, включающий в себя звезду GJ 376, в течение месяца в 2019 году, отслеживая изменения яркости близких к Земле звезд. Затем данные TESS просеивались на предмет периодических провалов в излучении этих звезд, которые указывали бы на то, что пересекающая звездный диск планета ненадолго блокирует ее свет. Для подтверждения того, что обнаруженный объект GJ 367 b действительно является ультракороткопериодической планетой, были проведены дополнительные наблюдения с помощью наземного спектрографа, позволяющего измерить ее радиальную скорость, — инструмента HARPS, High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher, установленного на телескопе Европейской южной обсерватории в Чили. Работа проводилось учеными из Института планетных исследований Германского центра авиации и космонавтики в сотрудничестве с международной группой исследователей, включая соавторов из Массачусетского технологического института.
Планета GJ 367 b находится на расстоянии 31 светового года от Солнца, что позволяет астрономам достаточно детально исследовать ее свойства. Ее диаметр составляет 72% от земного, а масса — 55% массы Земли. Предположительно она состоит из скальных пород и имеет твердое ядро из железа и никеля, подобное Меркурию. Железное ядро должно занимать 86% всех внутренностей планеты.
«Мы нашли планету размером с Марс, которая обладает составом Меркурия, — заявил ведущий научный сотрудник Массачусетского технологического института Роланд Вандерспек. — Это одна из самых маленьких планет, обнаруженных на сегодняшний день, и она вращается вокруг карлика M-класса на очень близкой орбите».
По оценкам астрономов, из-за крайней близости к звезде GJ 376 b получает в 500 раз больше радиации, чем Земля от Солнца. В результате этого дневная сторона планеты нагревается до 1500°C. При таких экстремальных температурах любая атмосфера должна была бы испариться, и существование жизни — по крайней мере, в привычном нам виде — на этой планете, конечно, невозможно. Однако не исключено, что в той же системе имеются другие, потенциально обитаемые планеты. Наличие сразу несколько планет у красных карликов — весьма распространенное явление. Красные карлики гораздо меньше и холоднее Солнца, к ним относятся звезды спектральных классов М или К на диаграмме Герцшпрунга — Рассела. В данном случае это М-карлик, и открытие у него одной планеты указывает на возможное наличия еще нескольких экзопланет в данной системе.
«Для звезд этого класса планеты в обитаемой зоне должны обращаться вокруг звезды где-то за месяц, — объясняет Джордж Рикер из Института астрофизики и космических исследований Кавли при Массачусетском технологическом институте, также участвовавший в этих исследованиях. — Поскольку эта звезда находится столь близко к нам и столь яркая, то у нас есть хорошие шансы обнаружить и другие планеты в этой системе. Все это похоже на знак, говорящий: «Ищите здесь дополнительные планеты!»
Продолжая изучать GJ 367 b и ее звезду, ученые надеются обнаружить признаки присутствия других планет в системе. Свойства этих планет, такие как размеры и удаленность от звезды, могут дать ключи к разгадке того, как возникают GJ 367 b и другие ультракороткопериодические планеты.
«Понимание того, как эти планеты сближаются со своими родительскими звездами — это своего рода детектив, — говорит член группы TESS Наталья Герреро. — Почему на этой планете отсутствует внешняя атмосфера? Как она сближалась со своей звездой? Был ли этот процесс постепенным или катастрофичным? Надеюсь, эта система позволит нам все это понять».
Ультракороткопериодическими планетами — ultra-short-period planet, USP, — считаются те, что вращаются вокруг своих звезд на крайне малом расстоянии, завершая один оборот по орбите — соответствующий одному году — менее чем за 24 часа. Скорее всего, они все являются запертыми — одна из их сторон постоянно обращена к своему светилу. Как эти планеты оказались в таких экстремальных конфигурациях, остается одной из важнейших научных загадок.