Иллюстрация вулканической экзопланеты. Авторы и права: НАСА, ЕКА, ККА, Дэни Плейер.
Астрофизику из Калифорнийского университета в Риверсайде Стивену Кейну пришлось перепроверить свои расчеты. Он не был уверен, что планета, которую он изучал, могла быть такой экстремальной, как казалось.
Кейн никогда не ожидал, что узнает, что планета в этой далекой звездной системе покрыта таким количеством действующих вулканов, что, если смотреть на нее издалека, она приобретет огненный, светящийся красный оттенок.
«Это был один из тех моментов открытия, когда думаешь: «Ух ты, удивительно, что это действительно может существовать», — сказал Кейн. Статья с подробным описанием открытия была опубликована в The Astronomical Journal.
Запущенный в 2018 году спутник НАСА для исследования транзитных экзопланет, или TESS, ищет экзопланеты — планеты за пределами нашей Солнечной системы, — которые вращаются вокруг самых ярких звезд на небе, в том числе тех, на которых может поддерживаться жизнь.
Кейн изучал звездную систему под названием HD 104067, расположенную примерно в 66 световых годах от нашего Солнца, которая, как уже было известно, содержала гигантскую планету. TESS только что обнаружил сигналы новой каменистой планеты в этой системе. Собирая данные об этой планете, Кейн неожиданно нашел еще одну, в результате чего общее количество известных планет в системе достигло трех.
Новая планета, обнаруженная TESS, представляет собой каменистую планету, похожую на Землю, но на 30% больше. Однако, в отличие от Земли, она имеет больше общего с Ио, скалистым самым внутренним спутником Юпитера и самым вулканически активным телом в нашей Солнечной системе.
«Это планета земной группы, которую я бы описал как Ио на стероидах», — сказал Кейн. «Она оказалась в ситуации, когда она постоянно извергается вулканами. В оптических длинах волн вы сможете увидеть светящуюся, раскаленную планету с поверхностью расплавленной лавы».
Кейн подсчитал, что температура поверхности новой планеты TOI-6713.01 составит 2600 градусов Кельвина, что выше, чем у некоторых звезд.
В вулканической активности как на Ио, так и на этой планете виноваты гравитационные силы. Ио находится очень близко к Юпитеру. Кейн объяснил, что другие спутники Юпитера вынуждают Ио двигаться по эллиптической или «эксцентричной» орбите вокруг планеты, которая сама по себе обладает очень сильным гравитационным притяжением.
«Если бы других спутников не было, Ио находилась бы на круговой орбите вокруг планеты, и на поверхности было бы тихо. Вместо этого гравитация Юпитера сжимает Ио настолько сильно, что он постоянно извергается вулканами», — сказал Кейн.
Точно так же в системе HD 104067 есть две планеты, которые находятся дальше от звезды, чем эта новая планета. Эти внешние планеты также вынуждают внутреннюю каменистую планету выходить на эксцентричную орбиту вокруг звезды, которая сжимает ее во время ее вращения.
Кейн сравнивает этот сценарий с ракетболом, где маленький резиновый мячик сильнее подпрыгивает и нагревается, поскольку по нему постоянно ударяют ракетками. Этот эффект называется приливной энергией — термин, используемый для обозначения гравитационного воздействия одного тела на другое тело. На Земле приливы в основном являются результатом гравитации Луны, увлекающей за собой наши океаны.
В дальнейшем Кейн и его коллеги хотели бы измерить массу пылающей планеты и узнать ее плотность. Это подскажет им, сколько материала можно выбросить из вулканов.
Кейн сказал, что приливные воздействия на планеты исторически не были в центре внимания исследований экзопланет. Возможно, это изменится с этим открытием.
«Это учит нас многому о том, сколько энергии можно закачать в планету земной группы, и о последствиях этого», — сказал Кейн. «Хотя мы знаем, что звезды способствуют нагреву планеты, подавляющее большинство энергии здесь является приливным, и это нельзя игнорировать».
Информация от: Калифорнийским университетом в Риверсайде.
