26.12.2024, Шармила Кутхунур, Space.com
В этом году число подтвержде��ных миров, обнаруженных за пределами нашей Солнечной системы и отслеживаемых NASA, превысило 6000, и еще несколько тысяч ожидают подтверждения.
Эта веха, достигнутая всего через три десятилетия после открытия в 1995 году первой планеты, вращающейся вокруг звезды, похожей на Солнце, за которое была присуждена Нобелевская премия, во многом является результатом мощных возможностей космического телескопа «Кеплер» и спутника TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite ) NASA по поиску планет.
Растущее число отражает, насколько кардинально расширилось представление человечества о нашей родной галактике - Млечном Пути, и насколько разнообразным оказалось ее планетарное население.
В настоящее время NASA подтвердило 6000 экзопланет за пределами нашей Солнечной системы, и их число будет расти. Credit: NASA/JPL-Caltech
Вместо того чтобы отражать относительно плоскую, упорядоченную архитектуру нашей собственной Солнечной системы, новые наблюдения и более детальное исследование знакомых миров выявили целые классы планет, не имеющих ана��огов в нашей системе — суперземли, мини-Нептуны и горячие Юпитеры, — а также миры на искаженных орбитах, которые заставляют астрономов переосмыслить принципы формирования и эволюции планет.
В преддверии конца года предлагаем оглянуться назад и вспомнить некоторые из самых интригующих, загадочных и нарушающих правила экзопланет, изученных астрономами в 2025 году. Эти миры демонстрируют как прогресс в науке об экзопланетах, так и то, сколько еще предстоит узнать.
Миры «Татуина»
В этом году в базу данных экзопланет перескочили еще несколько миров, похожих на Татуин из научной фантастики («Звездные войны»): астрономы обнаружили множество планет, вращающихся вокруг двух солнц — иногда в конфигурациях, которые бросают вызов основным правилам формирования планет.
Самый странный из этих миров был обнаружен в апреле, когда группа исследователей сообщила об открытии 2M1510 (AB) b, планеты, вращающейся вокруг двух коричневых карликов, которые часто называют «несостоявшимися звездами» - они недостаточно массивны, чтобы инициировать термоядерный синтез.
Эта планета, расположенная примерно в 120 световых годах от Земли, вращается не по обычной плоской орбите, а вокруг полюсов двух своих звезд. Группа исследователей определила наличие планеты с помощью Очень большого телескопа в Чили, обнаружив необычное обратное колебание в орбитах коричневых карликов. Исследователи заявили, что это гравитационный признак, который можно объяснить только наличием на круто наклоненной орбите скрытой планеты, которая, возможно, была перемещена на нужное место в результате пролета звезды много лет назад.
Позже в том же году другая группа исследователей обнаружила три планеты размером с Землю, вращающиеся вокруг компактной двойной системы TOI-2267, расположенной всего в 73 световых годах от Земли. Используя данные телескопа TESS, команда обнаружила, что все три планеты проходят перед обеими звездами, хотя такие тесно связанные пары звезд считаются гравитационно нестабильными средами для формирования планет.
В дополнение к уже имеющимся данным, две независимые группы исследователей идентифицировали HD 143811 (AB) b — массивную планету, которая годами оставалась скрытой в архивных данных. Запечатленная с помощью прибора Gemini Planet Imager на телескопе Gemini South в Чили, эта планета вращается вокруг молодой системы из двух звезд на расстоянии около 446 световых лет от Земли. Хотя она примерно в шесть раз больше Юпитера, возраст планеты составляет всего 13 миллионов лет, и она до сих пор светится теплом, оставшимся после её образования.
Звезды в этом ином мире вращаются друг вокруг друга каждые 18 дней, в то время как сама планета медленно, с периодом в 300 лет, движется по орбите вокруг обеих. Контраст между быстро вращающейся двойной звездой и далеким, неповоротливым гигантом оставляет неразгаданную загадку: как такая массивная планета сформировалась и выжила в столь динамичной и сложной системе?
Поиски жизни на К2-18б
Экзопланета K2-18b, пожалуй, стала одним из самых громких очагов напряженности в 2025 году после того, как новые заявления о возможном существовании жизни быстро разожгли научные дебаты.
В апреле этот мир попал в заголовки новостей, когда группа исследователей из Кембриджского университета объявила о том, что, что она назвала самым убедительным на сегодняшний день доказательством наличия потенциальных биосигнатурных газов в атмосфере планеты. Используя новые транзитные спектры, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), исследователи утверждали, что данные указывают на наличие диметилсульфида и, возможно, диметилдисульфида — газов, которые на Земле тесно связаны с морской биологией. По мнению группы, эти результаты подтверждают предположение о том, что планета может поддерживать жизнь на покрытом океаном мире, который они описали как потенциально «кишащий жизнью».
Однако уже через несколько недель независимые анализы поставили под сомнение эту интерпретацию. Одна группа показала, что небиологические газы, включая пропин, могут воспроизводить те же спектральные характеристики, в то время как другая пришла к выводу, что сигнал JWST слишком зашумлен или слишком слаб, чтобы делать окончательные выводы.
В ходе дискуссии также было обращено внимание на ограничения телескопа JWST, который был разработан еще до открытия экзопланет и сейчас работает на пределе своих возможностей, изучая одну из них.
Тем не менее, исследователи подчеркивают, что K2-18b остается ценным объектом для изучения субнептуновых планет — класса планет, отсутствующих в нашей Солнечной системе. Дополнительные транзиты, полученные с помощью телескопа JWST, могут прояснить, что же на самом деле включает в себя атмосфера планеты.
«Если в итоге эта история приведет к тому, что общественность станет более осмотрительной в отношении будущих заявлений об обнаружении жизни, это не так уж и плохо», — сказал Space.com Эдди Швайтерман, доцент кафедры астробиологии Калифорнийского университета в Риверсайде, который не принимал участия в исследовании.
Надежды на обитаемость TRAPPIST-1e рухнули
Новый анализ TRAPPIST-1e, одной из семи планет размером с Землю, вращающихся вокруг холодной красной карликовой звезды на расстоянии около 40 световых лет от Земли, предполагают, что у планеты может отсутствовать существенная атмосфера, что осложняет надежды на существование на ней пригодной для жизни жидкой воды.
Более ранние наблюдения с помощью телескопа JWST указывали на наличие метана в атмосфере планеты, что поднимало вопрос о возможности сложных химических процессов или даже биологической активности. Однако последующие исследования показали, что эти сигналы, вероятно, были искажены звездой.
Компьютерное моделирование показало, что любой метан на TRAPPIST-1e будет быстро разрушен интенсивным ультрафиолетовым излучением и сохранится лишь около 200 000 лет — этого явно недостаточно для того, чтобы геологические процессы смогли его восполнить.
Различия в сигнале от одного транзита к другому дополнительно указывают на то, что если атмосфера вообще существует, то её крайне трудно обнаружить — это напоминание о том, что даже самые многообещающие миры могут не поддаваться простым объяснениям.
Более четкий взгляд на Проксиму Центавра
В 2025 году астрономы улучшили свои знания о планетной системе вокруг Проксимы Центавра — ближайшего к Солнцу звездного соседа, расположенного всего в 4,2 световых годах от нас, — благодаря мощному новому инструменту, предназначенному для поиска миров вокруг небольших холодных звезд.
Новый спектрограф высокого разрешения Near-Infrared Planet Searcher (NIRPS), установленный в обсерватории Ла-Силла в Чили, в июле представил первые научные результаты.
Группа исследователей под руководством Алехандро Маскареньо из Института астрофизики Канарских островов в Испании подтвердила наличие Проксимы b, планеты размером с Землю, которая, как известно, вращается в пределах обитаемой зоны звезды, тем самым подтвердив возможности прибора.
NIRPS также подтвердил существование меньшей планеты, Проксимы d, и помог исключить ранее заявленное существование третьего мира, тем самым уточнив перечень ближайшей планетной системы.
Полученные результаты также ознаменовали собой технический прорыв. Впервые астрономы достигли точности, необходимой для обнаружения слабого гравитационного притяжения небольших каменистых планет вокруг красных карликовых звезд, которые излучают большую часть своего света в инфракрасном диапазоне, что делает такие инструменты, как NIRPS, ценными в поиске землеподобных планет за пределами нашей Солнечной системы.
Хвосты распадающихся миров
В этом году астрономы обнаружили редкие экзопланеты, которые вращаются настолько близко к своим звёздам, что имеют длинные хвосты из вещества. Эти миры запечатлены в мимолетный, в космическом смысле, момент, непосредственно перед распадом.
Один из таких миров, BD+05 4868 Ab, был обнаружен телескопом TESS примерно в 140 световых годах от Земли, в созвездии Пегаса. Планета совершает полный оборот за 30,5 часов, вращаясь вокруг своей звезды на расстоянии примерно в 20 раз меньшем, чем Меркурий вокруг Солнца. На таком близком расстоянии интенсивное звездное тепло испаряет вещество с поверхности планеты, которое затем уносится в космос, образуя пылающий, кометоподобный хвост. Этот хвост огромен, его длина достигает 5,6 миллионов миль (9 миллионов километров), что составляет примерно половину орбиты планеты.
Группа исследователей подсчитала, что планета теряет количество вещества, эквивалентное высоте Эвереста, за каждый оборот вокруг своей оси и может полностью распасться в течение 1–2 миллионов лет. Пыль в хвосте может содержать материал из коры планеты, ее мантии или даже ядра, что предоставит ученым редкую возможность изучить внутренний состав далекого мира — то, что обычно находится за пределами возможностей наблюдений.
Другая группа исследователей использовала телескоп JWST для изучения с��вершенно иного типа планетарного хвоста вокруг сверхгорячего юпитера WASP-121b, также известного как Тилоc, расположенного примерно в 858 световых годах от Земли. Вместо того чтобы сбрасывать камни, планета теряет свою атмосферу. Телескоп JWST обнаружил два огромных гелиевых хвоста, занимающих почти 60% орбиты планеты — один, отстающий от планеты под действием звездного излучения и звездного ветра, и второй, более разреженный, опережающий планету хвост, изогнутый перед ней и, вероятно, притягиваемый внутрь гравитацией звезды.
Мир лавы, который отказывается опустошаться
Астрономы, использовавшие телескоп JWST, обнаружили атмосферу у планеты, которой, согласно всем общепринятым правилам, там не должно быть.
Планета TOI-561b — это небольшая планета из раскалённой лавы, которая вращается вокруг одной из старейших звёзд Млечного пути настолько близко, что её год длится меньше одного земного дня.
Находясь в приливном захвате, когда одна сторона планеты постоянно обращена к звезде, она достигает температуры поверхности более 3140 градусов по Фаренгейту (около 1726 градусов по Цельсию) — достаточно высокой, чтобы расплавить горные породы — и является достаточно старой, чтобы любая первобытная атмосфера давно покинула планету.
Однако наблюдения телескопа JWST показывают, что дневная сторона планеты холоднее, чем ожидалось для голой, безвоздушной скалы, что указывает на наличие значительной атмосферы, которая могла существовать миллиарды лет и перераспределяет тепло по планете.
Если это подтвердится, то данное открытие станет самым убедительным на сегодняшний день доказательством существования долгоживущей атмосферы на горячей каменистой планете, которая не является ни массивной, ни умеренно теплой, что поставит под сомнение предположения об экстремальных условиях, в которых могут существовать планетарные атмосферы.
Рождение и смерть чужого мира
В этом году астрономы наблюдали два космических момента, которые обрамляют жизнь планеты.
В одном из исследований астрономы получили ранее невиданное изображение планеты, формирующейся примерно в 437 световых годах от Земли.
Наблюдения, проведенные с помощью телескопов «Магеллан» в Чили и Большого бинокулярного телескопа в Аризоне, показывают этот инопланетный мир как тусклую фиолетовую точку, расположенную в кольцеобразном зазоре в пылевом диске вокруг своей звезды. Формирующийся мир, WISPIT 2b, существует всего 5 миллионов лет, но уже примерно в пять раз массивнее Юпитера и находится в просвете диска, собирая пыль и газ для своего роста.
Астрономы давно подозревали, что такие промежутки указывают на наличие новорожденных планет, но это первый случай, когда было непосредственно зафиксировано активное формирование орбиты одной из них. Команда также обнаружила вторую планету-кандидата, расположенную ближе к звезде, что намекает на то, что эта система может одновременно формировать несколько миров.
Ближе к Земле другая группа наблюдателей запечатлела остатки погибшей звезды. Наблюдения за белым карликом LSPM J0207+3331, плотным остатком давно исчезнувшей массивной звезды, расположенной примерно в 145 световых годах от Земли, показывают продолжающееся разрушение планетарного реликта — возможно, тела диаметром около 193 км — разрываемого на части мощной гравитацией звезды.
Используя телескопы в Чили и на Гавайях, астрономы обнаружили тяжелые элементы, недавно отложившиеся на поверхности белого карлика, что, по их словам, свидетельствует о том, что обломки накапливались в течение последних 35 000 лет и, возможно, продолжают падать и сегодня.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что гравитационные силы, изменяющиеся по мере распада звезды, могут дестабилизировать оставшиеся планеты и более мелкие тела, такие как астероиды , вызывая тем самым столкновения и отправляя фрагменты по спирали внутрь, к их разрушению.
Перевод: Александр Тарлаковский (блог tay-ceti)
Оригинал: The most exciting exoplanet discoveries of 2025
