Обнаружена самая необычная планета во Вселенной

Отличная новость! Астрономы открыли экзопланету — Суперсатурн. Ее кольца шириной с одну а.е.! А.е. — это астрономическая единица, примерно равная расстоянию от Солнца до Земли. У Суперсатурна невероятно огромная система колец, отсюда и название. Еще планету называют «Объект Мамаджека» в честь астронома, руководившего командой, которая и совершила это открытие. Профессор Рочестерского университета Эрик Мамаджек обнаружил Суперсатурн, просматривая данные с телескопа для наблюдения за планетами в широком секторе в рамках проекта «WASP» — он расшифровывается как «Поиск экзопланет в широком секторе». Он был разработан в двухтысячном году астрономами Университета Квинс в Белфасте и Сент-Эндрюсского университета.

CCD-камеры, установленные на четырех телескопах, фиксируют легкое потускнение звездного света, вызванного пролетающими перед звездами объектами. Это явление называется методом транзитного обнаружения экзопланет. Так, Венера проходит между Землей и Солнцем в поле нашего зрения каждые несколько сотен лет. Мы видим, как перед Солнцем проходит черная точка. Это Венера, движущаяся между нашей линией обзора и Солнцем. Из-за крошечного затмения количество солнечного света, что поступает на Землю, незначительно уменьшается. То же самое касается и других звезд Млечного Пути, вокруг которых движутся планеты.

Экзопланетарные транзиты на фоне звезд должны быть в прямой видимости c Землей, чтобы свет потускнел. Это редкое явление. Поэтому за тысячами звезд нужно наблюдать одновременно максимально долго: от четырех до восьми часов ночью. Проект WASP был создан для непрерывного наблюдения за наиболее широким спектром звезд: может, на фоне одной из них пролетит экзопланета? Это означает большое количество получаемых данных: около сорока гигабайт за один сеанс. Программисты из Лестерского университета в Англии разработали программу для хранения данных и генерирования фотометрических графиков интенсивности света каждой звезды. Открытый университет Англии присоединился к проекту и сделал данные доступными для изучения астрономами по всему миру.

Графики интенсивности света, показывающие изменения яркости звезды, называются кривыми блеска. На них есть две оси: одна — временнàя, другая — ось интенсивности света. Когда объект (предположительно экзопланета) проходит перед звездой, временная ось контролирует скорость ее движения и определяет, насколько близко объект к звезде. Ось яркости отслеживает, насколько тусклым становится свечение. Так мы можем определить размер объекта. Крупные объекты сильнее приглушают свет, и их легче обнаружить. Пока что наземное оборудование недостаточно чувствительно для измерения потускнения, вызванного такими маленькими планетами, как Земля. Пределом являются планеты размером с Нептун и больше. Однако эксплуатируемый сейчас телескоп «Джеймс Уэбб» обладает большей чувствительностью и сможет решить проблему прохождения экзопланет размером с Землю. Знаю, вы ждете рассказа про Суперсатурн, но сначала вам нужно узнать еще кое-что.

Если на экзопланете есть атмосфера или, в случае с Суперсатурном, система колец, то свет звезды, на фоне которой проходит планета, будет сиять через атмосферу или систему колец. И это тоже можно определить. Фотометрические данные кривой блеска покажут меньшее потускнение, так как блокируется не весь свет. Часть света будет проходить сквозь атмосферу и кольца. Это важно, так как ученые получают сведения об атмосфере. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» оснащен спектроскопами, способными определить содержание газа в атмосфере проходящих экзопланет... кислород, метан, углерод и так далее. Проект WASP набирал обороты. Сейчас существует проект SuperWASP, состоящий из двух обсерваторий: северной и южной. Один следит за небом над северным полушарием, другой — над южным.

Кроме того, есть аппарат для исследования транзита следующего поколения, NGTS, основанный на проекте WASP. Он автоматизирован — астрономам даже не нужно сидеть ночами, попивая кофе. Объект расположен в европейской южной обсерватории в пустыне Атакама, Чили. NGTS сканирует миллионы звезд и открыл уже более сотни маленьких экзопланет, размер которых в три раза меньше Земли. В соцсетях даже организовали сообщество «Охотников за планетами». Ученые-любители могут найти базу данных с кривыми блеска онлайн и, возможно, открыть собственную экзопланету! Некогда локальная инициатива нескольких британских астрономов обрела мировой характер. Способность «прочитать» спектральные сигнатуры газов в атмосфере во время транзита экзопланеты породила новую идею «техносигнатур». То есть определения в атмосферах экзопланет газов, являющихся продуктом цивилизаций. На это способен космический телескоп «Джеймс Уэбб». Газы от загрязнения, например, Хлорфторуглероды, можно увидеть спектроскопически, если они есть. Тритий от термоядерных реакторов, если такие имеются, тоже можно определить наряду с термограммами городов на поверхности планет. Техносигнатуры — это новая концепция, возникшая после запуска проекта WASP. Кто знает, чем это все обернется! Итак, вернемся к Суперсатурну.

Звезда, вокруг которой вращается Суперсатурн, называется Джи четырнадцать ноль семь. Это небольшая солнцеподобная звезда до главной последовательности, тринадцатой величины. Человеческий глаз видит только те звезды, величина которых не больше шести, и каждая звездная величина в два с половиной раза тусклее предыдущей. Это не какая-то особая звезда, скорее, еще одна в ассоциации Скорпиона — Центавра. Это молодая звезда, еще не вошедшая в стабильную длительную фазу. Это очень важно, так как у Суперсатурна, или Джи четырнадцать ноль семь би, наблюдаются признаки наличия системы колец на ранних этапах его развития. Кривая блеска Суперсатурна затерялась в горах данных с проекта SuperWASP. Профессор Мамаджек и его помощник внимательно изучили данные и сделали детальный отчет.

Горизонтальная, то есть временная, ось кривой блеска Суперсатурна — то, из-за чего и затеяли весь сыр-бор. Астрономический транзит Суперсатурна на фоне родительской звезды длился пятьдесят шесть дней. Знакомые нам системы колец планет Солнечной системы вращаются на уровне экватора газовых гигантов. А еще они очень тонкие: толщиной от нескольких метров до пары сантиметров. Если орбита Сатурна имеет нулевое наклонение относительно Земли, то мы не увидим его кольца через телескоп. Сатурн должен иметь наклон по отношению к Земле. Это должен сделать каждый — увидеть Сатурн через телескоп!

Если кольца Супер Сатурна блокировали большую часть света от Джи четырнадцать ноль семь в течение пятидесяти шести дней, значит планета вращалась под крутым наклоном по отношению к звезде. Если бы наклон был равен нулю, то кольца не блокировали бы свет. Выходит, орбитальный период варьируется от десяти лет до двухсот при сильно вытянутой эллиптической орбите. По подсчетам, Суперпланета весит в двадцать четыре раза больше Юпитера, а значит, если она газообразная, она могла бы быть коричневым карликом. Оказывается, вокруг Суперсатурна летает объект размером с Марс, так как между кольцами есть промежуток, вероятно, расчищенный крупным объектом. Щель Кассини между кольцами Сатурна образовалась из-за спутника, расчистившего себе путь сквозь кольца Сатурна. Кривая блеска Суперсатурна наблюдалась лишь однажды.

Все системы обнаружения экзопланеты следят за тем, когда она снова пройдет мимо Джи четырнадцать ноль семь. Никто не знает, когда это случится. Некоторые астрономы полагают, что Суперсатурн — это самостоятельный коричневый карлик, пролетающий перед звездой Джи четырнадцать ноль семь, но не связанный с ней. Повторное появление Суперсатурна на орбите опровергнет эту гипотезу. Центральная часть Суперсатурна заблокировала весь свет главной звезды. Это указывает на то, что система колец новая и находится на ранней стадии своего развития. Ожидается, что со временем плотная масса колец ближе к планете истончится, так как вся материя будет поглощена планетой или будет выброшена в космос. То же самое произошло с газовыми гигантами нашей Солнечной системы. Объект Мамаджека шокирует. Никогда еще не наблюдалось таких кривых блеска, как у Суперсатурна. Суперсатурн добавил новую главу в наше представление о формировании систем колец. За тебя, Суперсатурн! Надеюсь, скоро увидимся!