Астрономия

Среди землеподобных планет выделяются те, что расположены очень близко к своей звезде, с периодом обращения менее суток. Известно более 100 подобных объектов — они главные кандидаты на разрушение под действием приливных сил. Международный коллектив ученых описал один такой рекордный случай у красного карлика TOI6255.

Мы не смогли бы заметить полный аналог Земли с периодом обращения в год с помощью нынешних спектрографов. А вот ультракороткопериодические землеподобные объекты — вполне. Из-за близости к звезде они получают в тысячи раз больше тепла, чем, чем наша планета. Кроме того, у них разрушены первичные водородно-гелиевые атмосферы, что облегчает изучение недр по составу вторичной газовой оболочки. Такие наблюдения может проводить телескоп «Джеймс Уэбб» методом изменения орбитальной фазы инфракрасного излучения и вторичных затмений.

Планета в тесной близости к звезде будет разрушаться приливными силами. Как показали исследования, обломки твердого тела, затянутые звездой, определенным образом меняют состав фотосферы. Наилучшие кандидаты для поглощения своей звездой — ультракороткопериодические планеты вроде TOI6255 b. Статья о ее открытии размещена на сервере препринтов за авторством большого числа ученых во главе с Фей Даем из Института астрономии при Гавайском университете (США).

Орбитальный телескоп TESS наблюдал звезду TOI6255 в 2022 году и засек два сигнала от возможных планет. Источник исследовали детальнее с помощью спектрографов Keck Planet Finder на 10-метровом телескопе Обсерватории Кека на Гавайях и CARMENES, размещенном на 3,5-метровом телескопе в Обсерватории Калар-Альто в Испании.

Ученые оценили массу звезды всего в 0,35 солнечной, а также подтвердили наличие одной каменной планеты — TOI6255 b — с периодом обращения 5,7 часа. По размеру она как Земля, только в 1,44 раза массивнее. Как полагают авторы исследования, на железное ядро планеты приходится от 45 до 30 процентов массы, остальное — силикатная мантия, скорее всего, расплавленная из-за высокой температуры на поверхности (свыше 1300 кельвинов). Такие миры называют лавовыми.

Из-за очень тесной близости к звезде планета, вероятно, деформирована. Расчеты показали, что у нее эллипсоидная форма с разницей по длине осей в 15 процентов. Уменьшение орбитального периода всего на 13 процентов приведет планету к пределу Роша, после чего ее разорвут приливные силы. Такие объекты известны, но TOI6255 b — рекордсмен. На движение к пределу Роша уйдет 400 миллионов лет, если верна добротность звезды Q, а в ней можно ошибиться на порядки.

Известны три планеты, которые уже начали разрушаться приливными силами: KOI-2700 b, KIC 12557548 b и K2-22b. Но их периоды обращения больше, чем у TOI6255 b. Ученые не обнаружили никаких признаков потери массы у вновь открытого мира — во всяком случае, пока.