Всього за кілька жовтневих днів ми дізналися про экзопланетах стільки, скільки не дізналися за всі попередні місяці. Головна новина: тепер є навіщо летіти до найближчої зірки.

Скажіть, які асоціації викликає у вас слово "вуглець"? Напевно щось чорне, пачкающееся. І це природно: він же вуглець. А вугілля - це те, від чого доводиться з різним ступенем наполегливості відмиватися. Образ мужній, але естетично малопривабливий. Тому щось космічне, імовірно багата вуглецем, систематично подається як алмазне. Трохи більше року минуло з часу минулого діамантової фантазії, і світ знову засліплений блиском черговий алмазної планети.

Героїня дня - планета 55 Рака e. У цій системі позначень буква "a" зарезервована за самою зіркою, а наступними буквами позначаються планети в порядку їх відкриття (не в порядку віддалення від зірки, як можна було б подумати). В системі 55 Раку п'ять планет, і буквою "e" позначена та з них, що звертається ближче до зірки.

Планета 55 Рака e була виявлена в 2004 році, однак доводиться визнати, що жоден з її спочатку визначених параметрів не витримав випробування часом. Однією з основних неточностей виявився неправильно визначений період. Спираючись на спостереження, виконані за допомогою телескопа Хоббі-Еберлі (США), Барбара МакАртур (Техаський університет, США) і її колеги визначили, що коливання променевої швидкості зірки, ймовірно викликані тяжінням близькою планети з мінімальною масою близько 15 мас Землі, відбуваються з періодом близько 2.8 доби. Проте в 2010 році Ребека Доусон і Деніел Фабрицки (Гарвардський астрофізичний центр, США) припустили, що ця уявна періодичність виникає з-за того, що дані про променевої швидкості фіксуються не безперервно, а з періодом близько доби (спостерігати можна тільки вночі). Врахувавши циклічність спостережень, Доусон і Фабрицки отримали для періоду 55 Рака е вчетверо меншу величину - всього близько 0.7 доби.

Це уточнення підтвердилося в 2011 році, коли з'ясувалося, що планета "е" є затменной, тобто періодично а саме кожні 0.74 доби, проходить перед диском зірки і злегка затьмарює її. Спостереження затемнень - це зовсім не те, що спостереження променевих швидкостей. Завдяки їм ви отримуєте можливість порахувати не тільки масу планети (метод променевих швидкостей дає лише нижню межу маси), але і її розмір. Маса планети виявилася рівною 8.4 маси Землі, а діаметр перевищує земний приблизно в два рази.

Ось тут-то Ніккі Мадхусудхан (Єльський університет, США) і його колеги і вивели на сцену вуглець. Розмір планети даної маси залежить від її хімічного складу, в припущенні, цілком природнім, що планета знаходиться в стані гідростатичного рівноваги. Погляньте на перший малюнок з їх статті: при фіксованій масі мінімальний розмір буде мати залізна планета, а максимальний - водяна. Для "земної" силікатного складу планета 55 Рака е виявляється занадто великою. Цю проблему намагалися вирішити, припустивши, що її кам'янисте ядро оточене потужною водяною оболонкою. Для планети, яка літає в 2 млн км від своєї зірки (у 30 разів ближче до зірки, ніж Меркурій до Сонця), це припущення здається досить дивним.

Мадхусудхан з співавторами запропонували більш природне рішення. Сама зірка 55 Раку істотно більш багата вуглецем, ніж Сонце. Якщо на Сонце вуглець по числу атомів майже вдвічі поступається кисню, то в 55 Раку атомів вуглецю трохи більше, ніж атомів кисню. Правда, попереджають автори, оцінки змісту C і O зірці можуть бути обтяжені систематичними помилками. Однак, якщо прийняти їх як даність, а також допустити, що склад протопланетного речовини був схожий на склад зірки, ми приходимо до висновку, що і планетна система 55 Раку також може бути багата вуглецем. Багата до такої міри, що саме вуглець або його сполуки становлять основу гірських порід на планеті "е".

Мадхусудхан і його колеги змішували в різних пропорціях залізне ядро, мантію з карбіду кремнію або MgSiO3 і вуглецеву кору і дивилися, якого розміру планета повинна при цьому виходити. Виявилося, що в залежності від маси залізного ядра частка вуглецю і (або) карбіду кремнію у складі планети варіюється від 10 ледь не до 100 відсотків. Повністю обійтися без вуглецю вдається лише в припущенні, що в складі планети взагалі немає заліза. Це припущення і саме по собі виглядає дивно, а підвищений вміст заліза батьківської зірки планети (у два рази більше, ніж на Сонце) робить його ще більш дивним.

Загалом, швидше за все, зовнішні шари 55 Рака е справді багаті вуглецем, але в якій формі? На це питання модельні розрахунки певної відповіді дати не можуть; потрібні спостереження. На жаль, у масовій свідомості керівну роль зіграло слово "алмаз", навмисно використане авторами в прес-релізі. І понеслися по пресі фантазії про алмазну планету! З кількох ЗМІ дзвонили і питали, чи є якісь перспективи видобутку. Казали: "До неї ж всього сорок світлових років!" Адже ось як сильно діамантів хочеться. Заголовки "Знайдена графітова планета", мабуть, такого ажіотажу не викликали б. До слова сказати, алмазна планета і приблизна методика доставки алмазів з неї на Землю описані ще в 1950-ті роки - в оповіданні Тома Годвіна "Необхідність - мати винаходу".

На жаль, діамантовий дим заслонив справжню важливість цієї роботи - чергового кроку до дослідження хімії і еволюції "вуглецевих" дисків, про які я писав наприкінці минулого "алмазної колонки". Непоміченим пройшло і вірогідне виявлення водневої атмосфери іншої планети з системи 55 Раку - планети "b".

Коль скоро вже ми спостерігаємо затемнення зірки планетою "e", інші планети теж повинні пролітати десь перед зіркою. Навіть якщо сама планета і не виявляється точно перед зоряним диском, вона може частково закрити його своєю атмосферою. Девід Эренрайх (Гренобльському інституту планетології і астрофізики, Франція) та її колеги спостерігали зірку 55 Раку під час її затемнень планетою "e" і передбачуваних нижніх з'єднань з планетою "b".

У першому випадку спектр зірки ніяк не змінився. Це означає, що у планети "e" хоч скільки-небудь значимої газової оболонки немає, що цілком узгоджується з її новими "вуглецевими" моделями. А ось під час нижніх з'єднань з планетою "b" в спектрі зірки з'являється помітна лінія поглинання водню, що видає присутність потужної планетою атмосфери.

Але безумовний хіт минулих днів - це планета у зірки альфа Центавра B Мріям про планетної системи біля найближчої до нас зірки вже багато десятиліть. Не те щоб пролетіти чотири світлових роки нам було істотно простіше, ніж пролетіти сорок. Але все одно приємно було б дізнатися, що для прямого дослідження позасонячних планетних систем досить подолати мінімальна відстань. Тому спроби знайти планети біля Проксими або компонентів подвійної системи альфа Центавра робилися вже неодноразово.

Надії довгий час псувала саме подвійність найближчій до нас пари солнцеподобных зірок. Вважалося, що в подвійних системах ні освіта, ні стійке існування планетної системи неможливо. Відкриття останніх років (і знову ж останніх днів показують, що планети в кратних системах зовсім не є такою вже екзотикою. Та що далеко ходити: 55 Раку теж подвійна. Тому очікування щодо альфи Центавра не слабшали.

І ось, нарешті, успіх! Чотири роки кропітких спостережень на 3,6-метровому телескопі ESO за допомогою кращого спектрографа показали: у менш яскравого і менш гарячого з двох компонентів є планетний супутник. Правда, це не зовсім те, про що мріялося. Тіло з мінімальною масою трохи більше маси Землі літає навколо зірки всього в шести мільйонах км від неї. Якщо це і "земля", то дуже гаряча. Але добрий початок: відкриття позасонячних планет-гігантів теж починалися з"гарячих юпітерів".