Стремительно распадающаяся планета оставляет за собой хвост, как у кометы

Астрономы из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили планету на расстоянии около 140 световых лет от Земли, которая стремительно распадается.

Эта разрушающаяся планета имеет массу, сравнимую с нашим Меркурием, но вращается в 20 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу, совершая полный оборот за 30,5 часов. Из-за такой близости к звезде поверхность планеты, скорее всего, покрыта магмой, которая испаряется в космос. Горячая планета, стремительно вращаясь вокруг звезды, теряет огромное количество вещества с поверхности, буквально испаряясь.

Астрономы обнаружили планету с помощью спутника TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), который отслеживает ближайшие звезды на предмет транзитов — периодических колебаний яркости, которые могут указывать на наличие экзопланет. Сигнал, который привлек внимание ученых, был необычным: глубина транзита менялась с каждым оборотом.

Изучение подтвердило, что сигнал исходит от каменистой планеты на тесной орбите, за которой тянется длинный хвост из обломков, похожий на кометный.

«Размер хвоста колоссален — он простирается на 9 миллионов километров, что составляет примерно половину орбиты планеты», — поражен постдок Марк Хон из Института астрофизики и космических исследований Кавли при MIT.

Похоже, планета разрушается с огромной скоростью, теряя материал массой с Эверест за каждый свой оборот вокруг звезды. Учитывая небольшую массу небесного тела, легко предположить его плачевную участь: окончательное исчезновение через 1–2 миллиона лет.

«Нам повезло застать ее именно в тот момент, когда она буквально исчезает, — доволен астроном Ави Шпорер из научной группы TESS. — Это похоже на ее последний вздох».

Испаряющийся мир

Новая планета, обозначенная как BD+05 4868 Ab, была обнаружена почти случайно.

«Мы не искали планету такого типа, — признается Хон. — Мы занимались стандартной проверкой данных, и я заметил очень необычный сигнал».

Обычный сигнал от экзопланеты выглядит как кратковременное падение яркости, которое повторяется с определенной периодичностью, указывая на то, что компактное тело (например, планета) проходит перед звездой и слегка затеняет ее свет.

Но сигнал от звезды BD+05 4868 A в созвездии Пегаса был другим. Хотя транзит происходил каждые 30,5 часов, яркость возвращалась к норме гораздо дольше, что указывало на наличие длинной структуры, продолжающей блокировать свет. Более того, глубина транзита менялась с каждым оборотом, что означало: объект, проходящий перед звездой, не всегда имеет одинаковую форму и скрывает неодинаковое количество света.

«Форма транзита напоминает комету с длинным хвостом, — объясняет Хон. — Однако маловероятно, что этот хвост состоит из летучих газов и льда, как у настоящей кометы — они не выживут так близко к звезде. Зато минеральные частицы, испаряющиеся с поверхности планеты, могут сохраняться достаточно долго в таком хвосте».

Учитывая близость к звезде, ученые предполагают, что температура на планете достигает около 1600 °C. Под воздействием звезды минералы на ее поверхности испаряются и улетучиваются в космос, где остывают, образуя длинный пылевой хвост.

Столь стремительное разрушение планеты связано с ее небольшой массой — тяжелее Луны, но легче Меркурия. Более массивные планеты, такие как Земля, обладают достаточной гравитацией, чтобы удерживать атмосферу. Но BD+05 4868 Ab, по мнению исследователей, не способна сохранить в целости даже самое себя.

«Это очень маленький объект со слабой гравитацией, поэтому он легко теряет массу, что еще больше ослабляет гравитацию, и процесс ускоряется, — объясняет Шпорер. — Это лавинообразный процесс, и ситуация для планеты только ухудшается».

Пыльный след

Из почти 6000 известных экзопланет астрономы знают лишь о трех распадающихся подобным образом за пределами Солнечной системы. Все они были обнаружены более 10 лет назад с помощью космического телескопа Kepler, и за каждой тянется хвост, как у кометы. Но у BD+05 4868 Ab он — самый длинный. И самые печальные перспективы.

«Это означает, что ее испарение происходит наиболее катастрофически, и она исчезнет гораздо быстрее остальных», — констатирует Хон.

Благодаря относительной близости эта планета — почти идеальный объект для изучения. Этим летом ученые намерены воспользоваться космическим телескопом «Джеймс Уэбб» для определения химического состава хвоста гибнущей планеты: «Это уникальная возможность напрямую изучить состав каменистой планеты, что может рассказать нам многое о разнообразии и потенциальной обитаемости землеподобных планет за пределами Солнечной системы».

А пока они отправили статью об открытии в The Astrophysical Journal Letters и продолжают штудировать данные TESS в поисках других разрушающихся миров. 

«Иногда аппетит приходит во время еды, и теперь мы хотим целенаправленно искать подобные объекты. Это странные объекты, их сигналы меняются со временем, и их сложно обнаружить. Но мы активно над этим работаем», — заключил Шпорер.