Понятная планета

На расстоянии всего 70 световых лет – соседское расстояние по астрономическим стандартам – находится звезда HD 97658, яркость которой лишь немного недостаточна, чтобы ее можно было увидеть невооруженным глазом. Звезде, правда, приходится мириться с гораздо большей популярностью одного из ее миров – планеты HD 97658b. Размер этой планеты превышает земной в два раза, тогда как ее масса превышает земную менее чем в восемь раз. Это – сверхземля, представитель класса планет, которых нет в Солнечной системе.

Планета была открыта давно и заняла подобающее место в каталогах, ведь сверхземли еще довольно редки. Одним из наиболее преданных поклонников мира оказалась Диана Драгомир, сотрудница Обсерватории Лас Камбрас Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Она наблюдала проходы планеты с помощью небольшого канадского телескопа Microvariability & Oscillations of Stars (MOST) и сумела определить точные размер и массу планеты. Телескоп, в отличие от Кеплера, находится на околоземной полярной орбите, что не мешает ему вносить свой вклад в изучение экзопланет.

Сверхземля – планета с массой и размером между земными и нептунианскими. На этом, правда, сходство сверхземли с нашей планетой может закончиться. Температура и химический состав планеты может быть совершенно другим и она может оказаться газовым гигантом, хоть и не очень гигантским. Однако такая планета может оказаться и похожей на нашу, лишь с большей силой тяжести. Яркость HD 97658 выделяет ее планеты из ряда товарищей, так как делает возможным хоть какое-то изучение мира. Планета HD 97658b была открыта в 2011 году с Земли, с помощью телескопов обсерватории Кека. При этом наблюдались колебания спектрального сигнала звезды из-за притяжения ее планетой с разных сторон на линии наблюдения. При таком подходе параметры планеты определить труднее, чем при методе прохода. Поэтому был только установлен нижний предел массы планеты, а о ее размеры ничего не было известно. С массой в восемь земных она могла бы оказаться газовым миром с очень малой плотностью. Проходы, которые наблюдала Драгомир, случаются, когда планета оказывается на линии наблюдения звезда-Земля и закрывает часть излучения светила. Если плоскость орбиты содержит линию наблюдения, то частота проходов совпадает с орбитальной частотой.

Небольшие планеты найти и изучить труднее, так как они закрывают незначительную часть излучения, и в случае миниатюрного космического телескопа надо концентрироваться на близких планетах. Так, в случае HD 97658 первые данные о проходе были получены в 2011 году, однако оказалось, что в обработку наблюдений вкралась ошибка. Однако Драгомир прекрасно понимала, что таблица, по которой делались предсказания будущих проходов планеты, могла быть совершенно неверной, и добилась выделения дополнительного наблюдательного времени на телескопе MOST, чтобы расширить диапазон параметров при поиске планеты. Во время последнего подходящего наблюдательного окна в прошлом году были получены более уверенные данные о проходе, которые, правда, также могли оказаться ошибочными. В этом году, однако, удалось наблюдать проход еще раз. При этом новые данные оказались наиболее точными и также подтвердили, что в прошлом году также наблюдался проход. За счет этого и были оценены масса и размер планеты.

«Измерение массы и размера планеты позволяют рассчитать ее плотность, которая, в свою очередь, дает общее представление о ее составе, – говорит Драгомир. – В случае сверхземель наибольший интерес представляет свойства самой поверхности планеты – твердая ли она, богатая океанами, или же это газовый гигант». Средняя плотность HD 97658b составляет около четырех грамм на кубический сантиметр – больше, чем у большинства камней. Эта плотность также составляет около 70% земной, а значит, притяжение на поверхности планеты достаточно, чтобы удерживать плотную атмосферу. Правда, вряд ли этим воздухом дышат какие-нибудь инопланетяне. Орбитальный период планеты составляет всего 9.5 дней, и планета в двенадцать раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу. HD 97658b слишком горяча для поддержания на поверхности жидкого океана.

В течение последних нескольких лет планетарные системы с массивными мирами, имеющими очень небольшие орбитальные периоды оказались чрезвычайно распространенными, хотя такого нельзя было ожидать, исходя из опыта Солнечной системы. Это связано с двумя основными методами поиска экзопланет. Если их ищут как HD 97658b, по изменению радиальной скорости звезды, то планету найти тем легче, чем она массивнее и ближе к звезде – тогда оказывается наибольшим гравитационное притяжение. Если же используется метод прохода, то большая планета закрывает больше света звезды, а сами проходы случаются чаще. Если принять это во внимание и обратить внимание на размеры и массы открываемых планет, то окажется, что HD 97658b оказывает в общем массиве планет совсем небольшой и отнюдь не самой горячей. Это также вторая известная сверхземля, обращающаяся вокруг яркой звезды. «Наше открытие добавляет небольшой кусочек знания в копилку информации о сверхземлях около ярких звезд, – говорит Драгомир. – Кроме того, планета HD 97658b имеют больший орбитальный период, чем большая часть известных по методу прохода планет, включая единственную в этой категории сверхземлю 55 Рака е. Выходит, HD 97658b холоднее, так что ее изучение – еще один шаг на пути к пониманию природы экзопланет в зонах обитания их звезд».