Художественное изображение нового телескопа — CHEOPS.
Новый европейский телескоп, созданный для изучения планет за пределами Солнечной системы, «нарисовал» свой первый подробный портрет экзопланеты, и она оказалась крайне странной: это очень горячий мир, вращающийся под наклоном вокруг искривленной звезды.
Европейское космическое агентство (ЕКА) запустило в декабре прошлого года Characterizing Exoplanet Satellite (Характеризующий экзопланеты спутник), или кратко CHEOPS; свои первые научные наблюдения этот космический корабль начал делать в апреле. В отличие от многих других космических телескопов, CHEOPS предназначен не для открытия экзопланет, а для сбора максимального количества информации об уже открытых мирах, чтобы ученые могли создавать их портреты. И, получив первые результаты миссии CHEOPS, они сделали именно это, сформировав детальную картину планеты WASP-189b, которая была впервые обнаружена в 2018 году.
«Этот первый результат CHEOPS очень впечатляет», — заявила Кейт Исаак, научный сотрудник миссии CHEOPS в ЕКА. «Это быстрое окончательное свидетельство того, что миссия выполняет свои обещания с точки зрения точности и производительности».
Наблюдения CHEOPS показывают, что WASP-189b — это странный мир, вращающийся вокруг еще более странной звезды. Ученые догадывались, что с этой системой что-то не так, поэтому и решили сделать эту экзопланету и ее солнце первыми целями нового телескопа. В итоге оказалось, что звезда крайне горячая — настолько, что светится голубоватым цветом, а планета так близко к звезде, что совершает один оборот вокруг нее всего за 2.7 земных дня.
Краткие характеристики системы WASP-189.
«На данный момент вокруг таких горячих звезд обнаружено лишь несколько планет, и эта система на сегодняшний день является самой яркой», — сказала Моника Лендл, астрофизик из Женевского университета в Швейцарии и ведущий автор нового исследования. «WASP-189b также является самым ярким «горячим юпитером», который мы можем наблюдать, когда он проходит перед своей звездой или за ней, что делает всю систему действительно интригующей». (Горячие юпитеры — это класс планет, которые имеют размеры, схожие с нашим газовым гигантом, но при этом в своих системах они расположены очень близко к звезде).
Наблюдение за планетой, проходящей перед своей звездой, на данный момент является довольно обычной практикой: это так называемый транзитный метод, которым пользовался и почтенный космический телескоп «Кеплер» НАСА, и его преемник, Transiting Exoplanet Survey Satellite (Транзитный спутник для исследования экзопланет, TESS). Такая техника позволяет обнаруживать планеты, расположенные на одной линии между Землей и своей звездой: в те моменты, когда они проходят по диску своего солнца, они блокируют часть света, и это можно засечь. Наблюдать, как планета проходит за своей звездой, намного труднее, но экзопланета WASP-189b настолько яркая, что ученые могут это сделать.
«Поскольку экзопланета WASP-189b находится очень близко к своей звезде, ее дневная сторона настолько ярка, что мы даже можем измерить «отсутствующий» свет, когда планета проходит за своей звездой», — сказала Лендл (так как планета очень близка к своей звезде, то она приливно заблокирована с ней, как и Луна с Землей. То есть всегда сильно нагревается только одна повернутая к звезде сторона — дневная). «Похоже, что планета отражает достаточно мало звездного света. Вместо этого большая часть звездного света поглощается планетой, нагревая ее и заставляя сиять».
Схема транзитного метода обнаружения экзопланет.
CHEOPS изучал WASP-189 в марте, апреле и июне, сумев поймать экзопланету, когда она два раза проходила по диску своей звезды и четыре раза за ней. На основе этих данных ученые рассчитали некоторые ключевые характеристики этой необычной системы.
Во-первых, исследователи определили, что планета очень горячая, температура на ее дневной стороне составляет около 3200 градусов по Цельсию. Это настолько горячо, что железо там не просто станет жидким — оно может превратиться в газ. Ученые также подсчитали размер планеты: примерно в 1.6 раза больше диаметра Юпитера.
Новые наблюдения CHEOPS также многое рассказали ученым о родительской звезде этого горячего юпитера — WASP-189. «Мы также увидели, что сама звезда крайне интересна — она вращается настолько быстро, что является не круглой, а растянутой по экватору», — сказала Лендл. «Более того, экватор холоднее полюсов, что делает последние более яркими». Также, судя по всему, звезда имеет более светлые и темные пятна на своей поверхности, возможно, из-за температурных аномалий.
Эта и без того необычная экзопланета к тому же еще и вращается не на плоскости эклиптики.
Ну и последний необычный факт о и без того странной парочке: в отличие от нашей Солнечной системы, где планеты вращаются в области эклиптики, которая по сути является «продолжением» солнечного экватора, WASP-189b вращается вокруг своей звезды с сильным наклоном, приближая ее к полюсам звезды. Эта странная особенность заставляет ученых подозревать, что планета могла образоваться намного дальше от своей звезды, после чего какая-то мощная гравитационная сила — возможно, другая звезда — толкнула ее внутрь системы и в сторону.
Ученые миссии CHEOPS говорят, что именно для этого и был разработан новый телескоп: взять известную экзопланету и дать ученым максимально подробное представление о далеком мире, которое только можно получить с современным развитием техники. «CHEOPS не только углубит наше понимание экзопланет», — сказал Исаак, «но также и понимание нашего собственного дома — Земли и Солнечной системы».
