TESS відкриває кам’янисту планету, яка світиться розплавленою лавою

Астрофізику Каліфорнійського університету в Ріверсайді Стівену Кейну довелося ще раз перевірити свої розрахунки. Він не був упевнений, що планета, яку він вивчає, може бути настільки екстремальною, як здавалося. Кейн ніколи не очікував дізнатися, що планета в цій далекій зоряній системі вкрита такою кількістю діючих вулканів, що, дивлячись здалеку, вона набуде вогненно-червоного відтінку.

«Це був один із тих моментів відкриття, коли ти думаєш: «Вау, дивно, що це насправді може існувати», — сказав Кейн. Стаття з детальним описом відкриття була опублікована в The Astronomical Journal.

Запущений у 2018 році супутник NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite або TESS шукає екзопланети — планети за межами нашої Сонячної системи, — які обертаються навколо найяскравіших зірок на небі, включно з тими, на яких може бути життя.

Кейн вивчав зоряну систему під назвою HD 104067, розташовану приблизно в 66 світлових роках від нашого сонця, на якій вже було відомо, що вона містить гігантську планету. TESS щойно виявив сигнали для нової кам’яної планети в цій системі. Збираючи дані про цю планету, Кейн несподівано знайшов ще одну, довівши загальну кількість відомих планет у системі до трьох.

Нова планета, відкрита TESS, є скелястою, як Земля, але на 30% більшою. Однак, на відміну від Землі, він має більше спільного з Іо, скелястим внутрішнім супутником Юпітера та найбільш вулканічно активним тілом у нашій Сонячній системі.

«Це планета земної групи, яку я б назвав Іо на стероїдах», — сказав Кейн. «Він був змушений опинитися в ситуації, коли він постійно вибухає вулканами. На оптичних хвилях ви могли б побачити сяючу розпечену планету з поверхнею розплавленої лави».

Кейн підрахував, що температура поверхні нової планети TOI-6713.01 становитиме 2600 градусів за Кельвіном, що є гарячішим, ніж у деяких зірок. У вулканічній активності як на Іо, так і на цій планеті винні гравітаційні сили. Іо знаходиться дуже близько до Юпітера. Кейн пояснив, що інші супутники Юпітера змушують Іо рухатися по еліптичній або «ексцентричній» орбіті навколо планети, яка сама по собі має дуже сильне гравітаційне тяжіння.

«Якби інших супутників не було, Іо перебував би на круговій орбіті навколо планети, і на поверхні було б тихо. Натомість гравітація Юпітера стискає Іо настільки, що він постійно вивергає вулкани», — сказав Кейн.

Так само є дві планети в системі HD 104067, які знаходяться далі від зірки, ніж ця нова планета. Ці зовнішні планети також змушують внутрішню скелясту планету рухатися по ексцентричній орбіті навколо зірки, яка стискає її під час обертання.

Кейн порівнює цей сценарій з ракетболом, де маленький гумовий ігровий м’яч сильніше підстрибує та нагрівається, оскільки по ньому постійно б’ють лопатками. Цей ефект називається енергією припливів і відливів, термін, який використовується, коли йдеться про гравітаційний вплив одного тіла на інше. На Землі припливи здебільшого є результатом гравітації Місяця, яка тягне за собою наші океани.

Просуваючись далі, Кейн і його колеги хотіли б виміряти масу палаючої планети та дізнатися її щільність. Це скаже їм, скільки матеріалу доступно для вибуху вулканів. Кейн сказав, що вплив припливів на планети історично не був предметом великої уваги в дослідженнях екзопланет. Можливо, це зміниться з цим відкриттям.

«Це багато чого вчить нас про те, скільки енергії можна накачати на земну планету, і про наслідки цього», — сказав Кейн. «Хоча ми знаємо, що зірки сприяють нагріванню планети, переважна більшість енергії тут є припливами, і це не можна ігнорувати».