Одна из планет у звезды 55 Рака может оказаться фантастической планетой-океаном. Вдвое крупнее Земли, она вся покрыта водой — на глубину в десятки, а то и сотни километров.

На диаграмме показаны массы и плотности некоторых известных экзопланет

Планетная система расположенной в 40 световых годах (и видимой невооруженным глазом) звезды 55 Рака довольно знаменита — прежде всего, тем, что в ней обнаружено уже целых пять планет (читайте: «Планета номер пять»). Самая внутренняя из них, 55 Cancri e, была открыта в 2004 г., и также обращает на себя пристальное внимание астрономов. Крохотные колебания звезды под действием притяжения близкой планеты позволили вычислить, что полный оборот вокруг 55 Рака она совершает за 18 часов, и что весит примерно в 8 раз больше Земли (или с половину Нептуна).

Впрочем, масса — еще полдела. Чтобы понять, что представляет собой эта планета, является ли она каменистой, как наша, или газовой, как Сатурн, нужно хотя бы вычислить ее плотность. А для этого, как понимает каждый школьник, понадобится выяснить размеры планеты. Этим вопросом занималась группа бельгийских астрономов, вооружившись наблюдениями, сделанными с помощью космических телескопов — американского Spitzer и канадского MOST.

И если на первых порах для исследования планеты 55 Cancri e использовался метод Доплера, связанный с точным измерением радиальной скорости звезды, то на сей раз ученые обратились к транзитному методу — наблюдению за периодическим изменением светимости звезды, которое связано с прохождением планеты между ней и нами. Эти наблюдения и дали информацию о размерах 55 Cancri e, которые авторы оценили примерно вдвое больше земных. Основной вывод ясен: планета близка к нашей и в основе своей является каменистой.

Но есть в этом и несколько важных деталей. Дело в том, что каменистые планеты обычно имеют высокое содержание железа и минералов на основе кремнекислого магния (MgSiO3) — по крайней мере, судя по тому, что мы имеем в Солнечной системе. Плотность этих веществ известна, и она-то превращается в проблему: для полностью каменистой планеты 55 Cancri e слишком велика — или слишком легка. Видимо, она имеет и толстую внешнюю оболочку из более легких соединений.

На этом этапе ученые рассмотрели два реалистичных сценария. По одному из них, оболочка эта представляет собой плотную атмосферу, насыщенную водородом и гелием, как это имеется у того же Нептуна. Эту версию пришлось отбросить довольно быстро: при такой близости к звезде плотная атмосфера за считанные миллионы лет будет полностью «сдута» потоком прилетающих от нее частиц.

Вторая возможность состоит в том, что планета покрыта толстым слоем воды, масса которой достигает 20% от всей массы планеты (сравните: на Земле вода ответственна лишь за 0,023% совокупной массы планеты). Против этой гипотезы особенных возражений не нашлось: 55 Cancri e вполне может оказаться колоссальной планетой-океаном, существование которых до сих пор лишь предсказывалось теоретически (читайте: «Кругом вода»).

Понятно, что в связи с этим воображение рисует весьма масштабные картины. Однако в действительности 55 Cancri e вряд ли является чем-то вроде родной планеты головоногого «коллеги Пруля» из культового фильма «Через тернии к звездам». Из-за чрезвычайной близости звезды вода здесь наверняка находится в перегретом состоянии сверхкритического флюида, в котором нет различия между жидкой и газовой фазами.

К тому же, она может быть развернута к своей звезде все время одной стороной, тогда как второе полушарие остается в вечной тени. Все это обещает найти на 55 Cancri e чрезвычайно интересный климат, необычные химические процессы — но, увы, вряд ли какую-либо жизнь. Тем более такую высокоразвитую, как «коллега Пруль».

По сообщению MIT Technology Review / Physics ArXiv Blog