Сегодня мы отправимся на замечательную планету Осирис. Это недалеко – чуть менее 160 световых лет от Солнца. «Осирис» – это неофициальное название планеты. На самом деле астрономы назвали её скучным именем «HD 209458b». Однако звучит оно как-то грустно. Поэтому давайте будем использовать неофициальное название. Всё-таки звучит оно таинственно и завораживающе. А что нам ещё нужно, чтобы интересно и пользой провести свободное личное время? Итак, Осирис. Эта планета находится, как Вы уже, наверное, догадались, за пределами Солнечной системы. И вращается она вокруг своей собственной звезды. Эта звезда имеет имя HD 209458. Её можно найти в небе, если посмотреть с помощью телескопа на созвездие Пегаса. Невооружённым глазом эту звезду, к сожалению, никак не увидеть. HD 209458 немного тяжелее, больше и горячее нашего Солнца. А по возрасту она примерно такая же, как наше светило. В целом, её можно охарактеризовать как звезду, очень похожую на нашу звезду...

Метод лучевых скоростей

Однако ситуация резко изменилась 9 сентября 1999 года. Ещё в августе этого же года были обнаружены первые признаки того, что вокруг звезды HD 209458 вращается планета. Это сегодня это уже не так интересно, как тогда. Поскольку сейчас астрономы знают о 5000 планет, кружащих вокруг других звёзд. И ещё они знают, что планет в космосе, как минимум столько же, сколько и звёзд. Однако в 1999 году исследования экзопланет только начинались. Фактически, первая из них была обнаружена в конце 1995 года. То есть всего за 4 года до этого! В 1999 году было известно всего лишь около двух десятков планет в других планетных системах. Поэтому каждая открытая экзопланета привлекала серьёзное внимание.

HD 209458b, однако, оказалась очень интересной в любом случае. И это связано с тем, как она была обнаружена.

Все первые экзопланеты были обнаружены с помощью так называемого метода лучевых скоростей. Работает он так: гравитационная сила экзопланеты заставляет звезду, вокруг которой она вращается, немного «покачиваться». Конечно, не очень сильно. Ведь в конце концов экзопланета имеет значительно меньшую массу, чем звезда. Но, тем не менее, звезда, вокруг которой вращаются экзопланеты, всегда немного покачивается взад и вперёд. Хотя это невозможно наблюдать напрямую. Как же это проявляется? Звезда, покачиваясь, приближается на крошечное расстояние к нам. А затем снова уходит от нас. И это приводит к изменению параметров её света.


Спектр этого света периодически становиться то чуть «краснее», то чуть «синее». Так работает так называемый «эффект Доплера».

Метод лучевых скоростей оказался очень эффективным в деле поиска экзопланет. Он все ещё существует. И всё ещё используется. В первую очередь потому, что применяя его, можно довольно точно оценить массу планеты. Чем больше масса планеты, тем сильнее она заставляет звезду колебаться. А масса планеты – это фундаментальная величина. И если её не знать, мало шансов понять, с какой именно планетой мы имеем дело. Кроме того, астрономам очень хотелось бы иметь информацию и о размерах планеты. Но, к сожалению, метод лучевых скоростей для этого использовать не получится.

Транзитный метод

Именно поэтому учёные пытались найти планеты и другими методами. В том числе и методом транзита. Речь идёт о наблюдении за светом звезды и отслеживании периодических изменений её яркости. Дело в том, что когда планета проходит прямо перед своей звездой, она заслоняет при этом немного её света. Не очень много, но всё же изменения яркости можно измерить с определённой точностью. И, конечно же, очевидно, что чем больше планета, тем больше света она может перекрывать.

Именно таким образом работает метод транзита. Мало того, что он позволяет обнаружить планету. Так он ещё и напрямую говорит астрономам, насколько она велика! Но при этом метод транзита ничего не может сказать о массе объекта. И самое главное: он работает только в том случае, если мы смотрим с Земли в ту самую условную плоскость, в которой экзопланета движется вокруг своей звезды. Поэтому нужно наблюдать очень много звёзд, чтобы появился шанс найти ту, вокруг которой, во-первых, вращается планета, а во-вторых, вращается под правильным углом. Только так мы сможем увидеть её транзит.

В 1999 году транзитный метод ещё не принёс никаких результатов. Но, конечно, астрономы пытались увидеть транзит всех известных на тот момент экзопланет. Хотя шансы на это были невелики. Но, по крайней мере, астрономы уже знали, что планета вообще есть. В том числе возле звезды HD 209458.

И вот, 9 сентября 1999 года, был зафиксирован транзит! Яркость звезды уменьшилась на 1,7 процента. И эти мини-звёздные затмения периодически повторялись. Точно так, как и следовало ожидать от планеты, вращающейся вокруг далёкой звезды.

Планета, получившая официальное обозначение HD 209458b, была первой, которую удалось обнаружить с помощью транзитного метода. Точнее – с помощью метода транзита и метода лучевых скоростей!

Теперь астрономы знали, насколько велика планета. И знали её примерную массу. Это позволило рассчитать её плотность, и сделать выводы о её составе.

Горячий Юпитер

Получалось, что планета в 1,35 раза больше Юпитера, но имеет только 70% его массы. То есть это должна быть гигантская газовая планета. Без твёрдой поверхности.

То, что планета больше Юпитера и имеет меньшую массу, можно объяснить её орбитой. Ведь объект находится всего в 7 миллионах километров от своей звезды. Для сравнения: расстояние между Землёй и Солнцем составляет 150 миллионов километров. А ближайшая к Солнцу планета Меркурий находится на расстоянии 58 миллионов километров от него.

Получалось, что HD 209458b совершает один оборот вокруг своей звезды всего за 3,5 суток! И подобная близость сильно разогревает планету. Её температура превышает, по расчётам, 1000 градусов по Цельсию! И это тепло заставляет газ, из которого состоит наш Осирис, быстро расширяться.

Однако Осирис необычен не только тем, что является первой планетой, открытой методом транзита. Его вторая особенность связана с её неофициальным именем.

В 2003 и 2004 годах космический телескоп Хаббл наблюдал планету и обнаружил в её окрестностях большое количество водорода, углерода и кислорода. Планета оказалась практически окружена облаком из атомов этих элементов. И это облако оказалось по размерам почти в три раза больше самой планеты!

Причина этого, опять же, в небольшом расстоянии между звездой и Осирисом. Энергия звезды сильно нагревает внешние слои атмосферы планеты. Из-за этого частицы газа движутся все быстрее и быстрее. Некоторые из них становятся настолько быстры, что их больше не может удерживать гравитационная сила. Они улетают в космос. И образуют там облако. Таким образом, движение планеты вокруг звезды создаёт своего рода «хвост», который планета тянет за собой.

Другими словами, HD 209458b постоянно теряет часть своей массы. Она фактически испаряется. И каждую секунду из её атмосферы в космос выбрасывается от 100 000 до 500 000 тонн водорода! Вероятно, планета уже потеряла около 7 процентов своей первоначальной массы!

Осирис. Мифология древнего Египта

Вот поэтому учёным и пришла на ум легенда об Осирисе. Это египетский бог мёртвых, которого его брат Сет расчленил и разбросал по всей Земле. Но не волнуйтесь, Осирис действительно был богом. Все его кусочки опечаленные родственники собрали вместе. И всё снова стало хорошо. Лишь только одного куска они не нашли. Но это, очевидно, Осирису сильно не мешало.

Исследователи почему-то почувствовали себя вдохновлёнными этой историей. И, поскольку обнаруженная планета постоянно теряет часть себя, они неофициально назвали её «Осирис».

Сегодня наука знает, что испаряющиеся планеты, подобные Осирису, не являются чем-то из ряда вон выходящим. Нечто подобное происходит всегда, когда газовый гигант находится слишком близко к своей звезде. Но планета такого размера, и так близко расположенная к своему светилу – это очень интересный объект для наблюдения.

Обычно атмосферу экзопланеты трудно или почти невозможно изучить. Но не в случае с Осирисом. Например, в его атмосфере уже были обнаружены углекислый газ и метан. Астрономы знают, что в ней есть облака, как и в атмосфере Юпитера.

И колоссальные бури! В 2010 году удалось установить, что часть газа в атмосфере Осириса движется со скоростью около 7000 км/ч! Это довольно приличный ветер. И он вызван разницей температур между светлой, горячей стороной, и темной, прохладной.Источник: "Живой космос"