Астрономы нашли планеты, богатые сапфирами и рубинами

Специалисты рассчитали, что во Вселенной должны существовать планеты, в значительной мере состоящие из сапфиров и рубинов. Три подходящих небесных тела уже найдено. Интересно, что одна из этих планет ранее считалась алмазной. 

Такие выводы опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society группой во главе с Кэролайн Дорн (Caroline Dorn) из Университета Цюриха.

Общепризнанно, что химический состав планеты сильно зависит от того, на каком расстоянии от звезды она образовалась. Эта дистанция определяет, какие вещества могут послужить материалом для образования небесного тела, и какие из них будут находиться в твёрдом состоянии, а какие в газообразном.

По расчётам Дорн и её коллег, скалистые планеты, образовавшиеся очень близко к своему солнцу, будут отличаться от Земли и других миров с умеренным климатом по содержанию таких ключевых химических элементов, как железо, магний, кальций, кремний, алюминий и натрий. Напомним, что первые пять перечисленных элементов плюс ещё кислород в сумме составляют 98% массы земного шара.

В частности, в составе экзопланет, образовавшихся близко к звезде, практически не должно быть железа, а вот кальцием и алюминием такие миры должны быть богаче ещё больше, чем Земля. Также в них должно быть много магния и кремния.

Такие различия в составе позволяют команде Дорн говорить о выделении нового экзотического класса планет.

Как же проверить, относится ли к нему тот или иной известный астрономам мир? Обнаружить скалистую экзопланету вблизи родительской звезды недостаточно, ведь она могла образоваться на более почтительном расстоянии, а потом мигрировать из-за воздействия гравитации других тел. Однако есть признак, по которому такие объекты всё же можно распознать.

"В наших расчётах мы обнаружили, что эти планеты имеют на 10–20 процентов более низкие плотности, чем Земля", – объясняет Дорн.

По этому параметру группа отобрала три тела.

Во-первых, это HD 219134b, которая ещё три года назад носила гордое звание ближайшей к Земле скалистой экзопланеты. Она расположена в созвездии Кассиопеи на расстоянии 21 светового года от Земли. Полный оборот вокруг родительской звезды этот мир делает всего за три земных дня.

"Возможно, он переливается красным и синим, как рубины и сапфиры, потому что эти драгоценные камни представляют собой оксиды алюминия, которые распространены на экзопланете", – говорит Дорн.

Правда, не исключено, что низкая плотность планеты объясняется другими причинами. Например, существенную часть массы планеты может составлять плотная атмосфера. Мощная гравитация (HD 219134b почти в пять раз массивнее Земли) удержала бы эту газовую оболочку от "испарения" под лучами местного солнца. То есть уменьшить среднюю плотность экзопланеты мог бы вклад атмосферы.

Впрочем, астрономы считают это маловероятным, поскольку в системе звезды HD 219134 есть ещё одна планета, которая расположена дальше от светила. Согласно результатам независимых наблюдений, она не имеет плотной атмосферы. По мнению специалистов, в данном случае маловероятно, чтобы внутренняя планета имеет больше газа, чем внешняя.

Не исключено также, что HD 219134b покрыта океанами магмы. До сих пор не ясно, могут ли такие "водоёмы" снижать среднюю плотность небесного тела.

Ещё один кандидат – это 55 Рака е. Она находится в 40 световых годах от Солнца в созвездии Рака и примерно в восемь раз массивнее Земли. Примечательно, что ранее некоторые специалисты считали, что она покрыта графитом и алмазами. Более свежие данные заставили отказаться от этой гипотезы.

"Мы превращаем предполагаемую алмазную планету в сапфировую", – шутит Дорн.

Третий кандидат – ещё одна суперземля, WASP-47 e.

Для двух последних миров исключена возможность того, что низкая плотность обусловлена атмосферой. Они так близки к своим звёздам, что их поверхность раскалена до 3000 °C. Гравитация суперземли не удержала бы газовую оболочку при подобной температуре (хотя планеты-гиганты на такое способны).

Впрочем, авторы признают, что отличие плотности трёх названных тел от земной находится на пределе точности измерений, так что эта разница может быть вызвана и погрешностью. Заметим, что параметры экзопланет иногда радикально пересматриваются по результатам последующих наблюдений.