Ученые по-новому взглянули на тайну планеты 55 Рака e, которую также называют "адской планетой", и объяснили, почему она такая горячая.

An artist's depiction of the planet Janssen. ESA / Hubble, M. Kornmesser 

55 Cnc e вращается вокруг своей звезды-хозяина так близко, что совершает полный оборот вокруг нее всего за 18 часов. Ее поверхность представляет собой океан лавы, а внутренняя поверхность, как считается, изобилует алмазами.

Однако так было не всегда. Новые точные измерения планеты, находящейся на расстоянии примерно 40 световых лет от Земли, позволили ученым получить новые сведения о том, как планеты в течение многих тысячелетий превращаются в раскаленные огненные сферы, говорится в заявлении для прессы.

Эволюция "Янссена" Планета 55 Рака e, в декабре 2015 года официально получившая название Янсен, в честь голландского мастера, которому приписывают изобретение телескопа.

Ученые провели новый эксперимент с помощью специального инструмента EXPRES, который позволил провести невероятно точные измерения звездного излучения, испускаемого солнцем Янссена, звездой Рака А (второе название — Коперник).

Показатели яркости Янссена незначительно изменялись по мере перемещения планеты, между Землей и звездой. Проанализировав эти данные, ученые обнаружили, что 55 Рака e движется по орбите Коперника вдоль экватора звезды.

Таким образом, Янссен является исключением в этой звездной системе, орбиты которой невероятно сильно отличаются друг от друга. Ученые подробно описали свои выводы в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.

"Мы узнали о том, как эта мультипланетная система (одна из систем с наибольшим количеством планет, которые нам удалось обнаружит) попала в свое текущее состояние", - рассказывает ведущий автор исследования Лили Чжао, научный сотрудник Центра вычислительной астрофизики (CCA) Flatiron Institute в Нью-Йорке.

Руководствуясь своими выводами, ученые считают, что Янссен сформировалась на более холодной орбите вдали от Коперника, а затем постепенно приближалась к своей звезде-хозяину. Но даже когда планета вращалась на дальней орбите от звезды, она "скорее всего, была настолько горячей, что ничего из того, что нам известно, не смогло бы выжить на ее поверхности", - сказал Чжао.

Illustration showing the planet Janssen (55 Cancer e) against the background of the star Copernicus (Cancer A). Photo: NASA/JPL-Caltech

Как ученые измерили орбитальный путь Янссена? 

Удивительно, но ученые определили орбитальный путь Янссена, воспользовавшись эффектом Доплера. Если источник света и объект наблюдения движутся навстречу друг другу, происходит синее смещения. Другими словами, линии спектра небесного объекта смещаются к синей части спектра. 

Когда же небесное тело удаляется, длина волны увеличивается, и свет становится более красным. Это называется красным смещением. Используя инструмент EXPRES, ученые сначала измерили сторону Коперника, вращающуюся от нас (она более красная), а затем сторону, вращающуюся к нам (она более синяя). 

После чего они измерили, местоположение Янссена во время прохождения планеты над каждой из сторон, и вычислили её орбитальную траекторию вдоль экватора звезды.

Ученые ищут планетарные системы, похожие на нашу Землю 

Новые результаты позволят научному сообществу лучше понять механизмы формирования планет и их кардинальные изменения по прошествии времени. К примеру, Венера имеет огненную, довольно негостеприимную поверхность, хотя считается, что когда-то на ней был климат, похожий на земной.

Когда Янссен впервые была обнаружена, некоторые ученые сомневались в ее существовании. Она стала первым в истории примером планеты с ультракоротким периодом, когда год длится всего 18 часов. Минимальный радиус ее орбиты составляет около 2 миллионов километров, что невероятно мало по сравнению с радиусом орбиты Земли, составляющим около 147 миллионов км. 

Теперь, прояснив ситуацию с Янссеном, Чжао и ее команда намерены изучать другие планетные системы. "Мы надеемся найти планетные системы, похожие на нашу", - объяснила астрономы, - "и лучше узнать те системы, о которых нам уже известно".

Источники и ссылки: Journal Eurekalert, Journal Nature Astronom, Journal Interestingengineering.
1. (https://www.eurekalert.org/news-releases/973251)
2. (https://www.nature.com/articles/s41550-022-01837-2)
3. (https://interestingengineering.com/science/new-light-on-a-hell-planet)