Исследуя две экзопланеты в соседней яркой звездной системе, спутник ESA Cheops, охотящийся за экзопланетами, неожиданно заметил третью известную планету системы, пересекающую поверхность звезды. Этот транзит раскрывает захватывающие подробности о редкой планете, которая, по словам исследователей, не имеет известного аналога.
Это открытие является одним из первых результатов работы спутника, и первый раз, когда экзопланета с периодом обращения более 100 дней была замечена проходящей через звезду, достаточно яркую, чтобы ее можно было увидеть невооруженным глазом.
Яркая, похожая на Солнце звезда, получившая название Nu2 Lupi, расположена на расстоянии чуть менее 50 световых лет от Земли в созвездии Lupus (Волка). В 2019 году поисковик планет с высокой точностью радиальных скоростей (HARPS) на 3,6-метровом телескопе ESO в Чили обнаружил три экзопланеты (названные 'b', 'c' и 'd' со звездой, которая считается объектом 'A'). в системе с массами между Землей и Нептуном и продолжительностью обращения 11,6, 27,6 и 107,6 дней. Две самые внутренние из этих планет — b и c — были впоследствии обнаружены проходящими через Nu2 Lupi спутником NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), что сделало ее одной из трех видимых невооруженным глазом звезд, у которых есть несколько транзитных планет.
Транзиты планет создают редкую возможность изучить атмосферу, орбиту, размер и внутреннее пространство планеты. Проходящая планета блокирует крошечную, но заметную часть света своей звезды, когда она проходит перед ней — и именно эта капля света привела к открытию. Поскольку долгопериодические экзопланеты вращаются так далеко от своих звезд, шансы увидеть одну во время транзита невероятно низки, что делает находку Cheops настоящей неожиданностью.
Используя высокоточные приборы Cheops, было обнаружено, что планета d примерно в 2,5 раза больше радиуса Земли, было подтверждено, что на один цикл вокруг своей звезды уходит чуть более 107 дней, и, используя архивные наблюдения с наземных телескопов, было установлено, что масса в 8,8 раза больше массы Земли.
Количество звездной радиации, достигающей планеты d, также невелико по сравнению со многими другими обнаруженными экзопланетами. В нашей Солнечной системе Nu2 Lupi d будет вращаться между Меркурием и Венерой. В сочетании с ее яркой родительской звездой, длинным орбитальным периодом и пригодностью для последующего изучения, это делает планету d чрезвычайно захватывающей — это исключительный объект, не имеющий известного эквивалента, и он обязательно станет золотой целью для будущих исследований.
Объединив новые данные Cheops с архивными данными из других обсерваторий, исследователи смогли точно определить среднюю плотность всех известных планет Nu2 Lupi и наложить строгие ограничения на их возможный состав.
Они обнаружили, что планета b в основном каменистая, в то время как планеты c и d, по-видимому, содержат большое количество воды, окутанной оболочками из газов водорода и гелия. Фактически, планеты c и d содержат гораздо больше воды, чем Земля: четверть массы каждой планеты состоит из воды, по сравнению с менее чем 0,1% для Земли. Эта вода, однако, не является жидкостью, а принимает форму льда под высоким давлением или высокотемпературного пара.
Хотя ни одна из этих планет не будет пригодной для жизни, их разнообразие делает систему еще более захватывающей и открывает большие перспективы для тестирования того, как эти тела формируются и меняются с течением времени.
Cheops предназначен для сбора сверхточных данных об отдельных звездах, которые, как известно, являются хозяевами планет, а не для поиска возможных экзопланет вокруг множества звезд в более общем плане — и эта направленность и точность оказываются исключительно полезными для понимания звездных систем вокруг нас.