До открытия первых планет у других звёзд астрономы опирались на единственный знакомый образец – Солнечную систему. Теперь подтверждены тысячи миров, и среди них есть конфигурации, которые раньше выглядели почти фантастикой. Одни обращаются сразу вокруг двух солнц, другие плотнее железа или темнее угля, третьи находятся так близко к звезде, что постепенно теряют атмосферу.
| Место | Экзопланета | Главная странность |
|---|---|---|
| 10 | Kepler-16 b | обращается вокруг двух звёзд |
| 9 | TrES-2 b | отражает меньше одного процента света |
| 8 | GJ 367 b | железистый мир с годом около восьми часов |
| 7 | TOI-849 b | возможное оголённое ядро газового гиганта |
| 6 | Планета 55 Cancri e | раскалённая суперземля с вероятным океаном магмы |
| 5 | HD 189733 b | синий газовый гигант с силикатной дымкой |
| 4 | WASP-76 b | круговорот железа между днём и ночью |
| 3 | WASP-12 b | растягивается и теряет вещество возле звезды |
| 2 | PSR B1620-26 b | древняя планета у пульсара и белого карлика |
| 1 | KELT-9 b | газовый гигант горячее многих звёзд |
10. Kepler-16 b
Kepler-16 b обращается не вокруг одной звезды, а вокруг тесной пары красного и оранжевого карликов. С поверхности, если бы она была твёрдой и доступной для наблюдателя, восходили бы два солнца. Планету обнаружили по транзитам: она закрывает свет звёзд, которые ещё и регулярно затмевают друг друга.
Такой мир напомнил Татуин из «Звёздных войн», но в реальности Kepler-16 b – холодный газовый гигант примерно сатурнового размера. Его существование показало, что планетный диск способен пережить сложную гравитацию двойной системы и собрать устойчивую планету на общей орбите.
9. TrES-2 b
TrES-2 b поглощает более 99 процентов видимого света и считается одной из самых тёмных известных планет. Она отражает меньше, чем свежий асфальт или уголь. Причина не в отсутствии энергии: это горячий Юпитер, нагретый близкой звездой примерно до тысячи градусов.
В атмосфере, вероятно, мало ярких отражающих облаков, а пары натрия и калия хорошо поглощают свет. При этом планета не была бы совершенно чёрной: из-за высокой температуры она слабо светилась бы красноватым теплом. Необычность TrES-2 b – в сочетании огромного размера и почти полного отсутствия видимого блеска.
8. GJ 367 b
Год на GJ 367 b длится около 7,7 часа. Планета проходит настолько близко к красному карлику, что её дневная сторона может нагреваться примерно до 1500 °C. По размеру она меньше Земли, а измеренная плотность указывает на необычно большую долю железа – вероятно, большую часть внутреннего объёма занимает металлическое ядро.
Такой состав можно объяснить потерей внешних каменных слоёв после гигантского столкновения или сильного испарения. Но это пока сценарии, а не фотография разреза. Надёжно известно главное: перед нами очень плотный небольшой мир на ультракороткой орбите.
7. TOI-849 b
TOI-849 b по размеру близка к Нептуну, но примерно в 40 раз тяжелее Земли и почти не имеет толстой водородно-гелиевой оболочки. Для столь массивного тела это неожиданно: при формировании оно должно было собрать много газа. Поэтому планету называют кандидатом в оголённое ядро бывшего гиганта.
Возможно, атмосферу сорвало излучение звезды или гигантское столкновение. Есть и другой вариант: газовая оболочка вообще не успела сформироваться. Планета делает оборот менее чем за земные сутки и разогрета примерно до 1500 °C, так что близость к звезде явно сыграла в её истории важную роль.
6. Планета 55 Cancri e
55 Cancri e – суперземля примерно вдвое шире нашей планеты, которая обходит звезду за 18 часов. Температура дневной стороны превышает 2000 °C. Ранние модели рисовали глобальный океан магмы, а наблюдения показывали заметные изменения теплового излучения от эпохи к эпохе.
Данные Webb дали признаки атмосферы, богатой углекислым или угарным газом, которая могла постоянно пополняться из расплавленной поверхности. Это особенно интересно: вместо голого раскалённого камня может существовать активная система «магма – газ», не похожая ни на одну современную планету Солнечной системы.
5. HD 189733 b
HD 189733 b стала первой экзопланетой, видимый цвет которой удалось оценить непосредственно: она выглядит кобальтово-синей. Но цвет создаёт не вода, а рассеяние света в горячей атмосфере, вероятно содержащей силикатные частицы.
Планета обращается всего в 63 световых годах от нас, поэтому её атмосферу изучают особенно подробно. Поток газа между дневной и ночной сторонами разгоняется до нескольких километров в секунду. Синий мир оказывается не океаническим двойником Земли, а газовым гигантом с температурой выше 1000 °C.
4. WASP-76 b
WASP-76 b всегда показывает звезде одну сторону. Дневное полушарие нагрето настолько, что железо не оседает в облаках, а присутствует в газовой форме. На более холодной вечерней границе спектр показывает перенос железа, после чего оно может конденсироваться и уходить в глубокие слои атмосферы.
Эту картину часто называют железным дождём. Самое интересное здесь не эффектная метафора, а химия целой планеты: один и тот же элемент испаряется, переносится мощным ветром и исчезает из наблюдаемой атмосферы на другой стороне.
3. WASP-12 b
WASP-12 b расположена всего в нескольких миллионах километров от звезды и проходит орбиту за 1,1 дня. Приливные силы вытягивают её из сферы, а разогретая атмосфера выходит за предел, где планета способна удерживать вещество. Газ образует расширенную оболочку и перетекает в сторону звезды.
Кроме того, дневная сторона почти не отражает видимый свет. Получается странное сочетание: гигант больше Юпитера, почти чёрный и уже заметно разрушающийся. Срок в миллионы лет огромен для человека, но очень короток для планетной системы.
2. PSR B1620-26 b
Эта планета находится в шаровом скоплении M4 и обращается вокруг двойной системы из пульсара и белого карлика. Обе звезды – остатки обычных светил, а пульсар вдобавок вращается и посылает строго периодические радиоимпульсы. Планету обнаружили по тому, как её гравитация меняет точность этих импульсов.
Возраст системы оценивают примерно в 12,7 миллиарда лет, поэтому PSR B1620-26 b получила прозвище Мафусаил. Неясно, родилась ли она рядом с нынешней парой или была захвачена во время тесных встреч звёзд в скоплении. Сам факт её выживания показывает, насколько сложной может быть биография планеты.
1. KELT-9 b
Дневная температура KELT-9 b превышает 4600 кельвинов. Это горячее поверхности множества звёзд и достаточно для разрушения молекул в атмосфере. Газовый гигант почти втрое тяжелее Юпитера, но из-за жара раздут почти до двух его радиусов и постепенно испаряется.
Ещё необычнее сама орбита: планета движется почти над полюсами быстро вращающейся звезды спектрального класса A. Звезда сплюснута и её полюса горячее экватора, поэтому KELT-9 b регулярно получает разную дозу излучения. Ни один мир Солнечной системы не сочетает столь короткий год, полярную орбиту и звёздную температуру атмосферы.
Экзопланеты разрушают удобную идею, будто планетная система обязана быть уменьшенной копией нашей. Две звезды, пульсар, восьмичасовой год или оголённое ядро уже не литературные допущения, а наблюдаемые варианты. Чем точнее становятся телескопы, тем шире оказывается само определение планеты.