Помимо Луны, самым ярким объектом на нашем ночном небе является планета Венера, толстый слой облаков которой отражает около 75% солнечного света. Для сравнения, в случае с Землей этот показатель где-то на уровне 30%.

Теперь же астрономы впервые нашли экзопланету, которая может сравниться по блеску с Венерой. Новые подробные измерения миссии ЕКА "Хеопс" показывают, что LTT9779 b отражает колоссальные 80% света, излучаемого родительской звездой.

Высокоточные измерения Хеопса были целенаправленным продолжением первоначального открытия и описания планеты в 2020 году с помощью миссии НАСА TESS и наземных инструментов, таких как HARPS в Чили.

Экзопланета LTT9779 b размером примерно с Нептун. Это делает ее самым большим "зеркалом" во Вселенной, о котором нам известно. Причина высокой отражательной способности экзопланеты заключается в том, что она покрыта металлическими облаками. В их основе силикат — тот же материал, из которого состоит песок и стекло — с примесью металлов, таких как титан.

"Представьте себе горящий мир, близкий к своей звезде, с парящими в воздухе тяжелыми облаками металлов, из которых падают капли титана", — говорит Джеймс Дженкинс, астроном из Университета Диего Порталеса. Джеймс стал соавтором научной статьи с описанием нового исследования, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics.

Небо, наполненное облаками металла

Доля света, которую отражает объект, называется его "альбедо". Большинство планет имеют низкое альбедо либо потому, что их атмосфера поглощает много света, либо потому, что их поверхность темная или шероховатая. Исключения, как правило, составляют замороженные ледяные миры или планеты, такие как Венера, которые имеют отражающий облачный слой.

Высокое альбедо LTT9779 b стало неожиданностью, поскольку температура той стороны планеты, которая обращена к ее звезде, оценивается примерно в 2000 градусов. Любая температура выше 100 градусов слишком высока для образования водяных облаков, но в данном случае атмосфера этой планеты должна быть слишком горячей даже для металла или стекла.

"Это было действительно загадкой, пока мы не поняли, что должны думать об этом образовании облаков так же, как о конденсате, образующемся в ванной после горячего душа, — отмечает Вивьен Парментье, соавтор исследования и научный сотрудник Обсерватории Лазурного Берега. — Чтобы пропарить ванную комнату, вы можете либо охладить воздух до тех пор, пока водяной пар не сконденсируется, либо вы можете поддерживать подачу горячей воды до тех пор, пока не сформируются облака, потому что воздух настолько насыщен паром, что просто не может больше его удерживать. Точно так же LTT9779 b образовывает металлические облака, несмотря на то, что он очень горячий, потому что атмосфера перенасыщена силикатными и металлическими парами".

Планета, которой не должно быть

Блеск — не единственная удивительная особенность экзопланеты. Размер и температура делают ее так называемым "сверхгорячим Нептуном", другие планеты такого размера и массы не вращаются настолько близко к своей звезде. Это означает, что небесное тело живет в так называемой "пустыне горячих нептунов".

Планета имеет радиус в 4,7 раза больше земного, а год на LTT9779 b длится всего 19 часов. Все обнаруженные ранее планеты, совершающие оборот вокруг своей звезды менее чем за сутки, являются либо "горячими юпитерами" — газовыми гигантами с радиусом как минимум в десять раз больше земного, — либо каменистыми планетами меньше двух земных радиусов.

"Это планета, которой не должно существовать, — говорит Парментье. — Мы ожидаем, что атмосфера планет, подобных этой, будет снесена их звездой, оставив после себя голую скалу".

Первый автор Серджио Хойер из Марсельской астрофизической лаборатории комментирует: "Мы считаем, что эти металлические облака помогают планете выжить в жаркой пустыне Нептуна. Они отражают свет и не дают планете перегреваться и испаряться. В то же время, высокое содержание металлов делает планету и ее атмосферу тяжелыми, и их труднее сдуть".

Изучение экзопланеты, когда она скрыта

Чтобы определить свойства LTT9779 b, миссия ЕКА по описанию экзопланет проводила наблюдения, когда небесное тело скрывалось за своей звездой. Поскольку объект отражает свет, вместе со своим светилом они посылают в космический телескоп больше света непосредственно перед тем, как LTT9779 b исчезнет из поля зрения. Разница в видимом свете и говорит об альбедо экзопланеты.

"Точное измерение крошечного изменения сигнала от звезды, затмевающей планету, было возможно только с Хеопсом", — говорит Хойер.

"Хеопс — это первая в истории космическая миссия, посвященная изучению и характеристике уже известных экзопланет, — добавляет участник проекта Максимилиан Гюнтер. — В отличие от крупных исследовательских миссий, направленных на открытие новых систем экзопланет, Хеопс обладает достаточной гибкостью, чтобы быстро сосредоточиться на интересных целях, и может достичь охвата и точности, которые мы часто просто не можем получить каким-либо другим способом".

Исследование одной и той же экзопланеты разными инструментами, позволяет получить полную картину. "LTT9779 b — идеальная цель для дальнейших исследований, благодаря исключительным возможностям космических телескопов "Хаббл" и "Джеймс Уэбб", — отмечает научный сотрудник ЕКА Эмили Рикман. — Они позволят нам исследовать эту экзопланету в более широком диапазоне длин волн, включая инфракрасный и ультрафиолетовый свет, чтобы лучше понять состав ее атмосферы".

У исследований экзопланет светлое будущее, поскольку "Хеопс" — первая из трех специализированных миссий по исследованию экзопланет. В 2026 году к нему присоединится "Платон", который сосредоточится на планетах, похожих на Землю, вращающихся на расстоянии от своей звезды, которое позволяет существовать жизни на поверхности. "Ариэль" присоединится к флоту в 2029 году и будет специализироваться на изучении атмосфер экзопланет.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.