Миниатюрный космический корабль, длина которого составляет всего 14 дюймов (35.5 сантиметров — ред.), может быть милым, но полученные им научные результаты предельно серьезны. С момента своего запуска в сентябре 2021 года CUTE при помощи своего единственного ультрафиолетового телескопа изучил целый список горячих Юпитеров, находящихся в нескольких сотнях световых лет от Земли.

Горячие Юпитеры — одни из самых жарких и агрессивных планет в галактике. Как следует из названия, это газовые гиганты, подобные нашему Юпитеру. Однако эти планеты прижимаются гораздо ближе к своим родным звездам, совершая оборот по орбите примерно раз в несколько земных дней. При этом звездное излучение нагревает эти миры до тысяч градусов по Фаренгейту, а их атмосфера раздувается до огромных размеров, чем-то напоминая хлеб, поднимающийся в духовке.

Исследователи давно подозревали, что это постоянное воздействие звездной радиации может привести к разрушению газовой оболочки некоторых экзопланет в течение миллионов или миллиардов лет. Данные CUTE показывают, что этот процесс может быть не таким простым.

Команда миссии, в которую входят несколько студентов, уже провела наблюдения за семью горячими Юпитерами. Некоторые из них, кажется, теряют свою атмосферу, а другие нет.

Кевин Франс, доцент Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) и Департамента астрофизических и планетарных наук говорит, что CUTE помогает ученым создать путеводитель по множеству видов миров, существующих в галактике Млечный Путь, включая те, которые совсем не похожи на ближайших соседей Земли.

"Мы хотим понять, как наша Солнечная система вписывается в семейство солнечных систем во Вселенной, — рассказывает Франс. — Это означает понимание больших и маленьких планет. Тех, на которых есть жизнь, и тех, на которых ее определенно нет, а также всех важных физических процессов, которые происходят на этих мирах".

Пошла жара

Путь CUTE к научному успеху был нелегким. Когда космический корабль впервые вышел на орбиту вокруг Земли, Франс и его коллеги быстро заметили, что он, по-видимому, испытывает некоторые сбои. Это нормальная проблема для многих небольших спутников, или CubeSat, которые часто тестируют технологии, никогда ранее не применявшиеся в космосе. В одном случае, например, шторка, защищавшая телескоп CUTE, продолжала закрываться, когда этого не следовало делать.

Команда, в которую вошли несколько студентов и докторантов, не сдавалась. Исследователи приказали космическому кораблю открыть затвор, а затем разрядили питающую его батарею, предотвращая повторное закрытие.

"CUTE все еще работает и собирает данные сегодня, — говорит Франс. — Когда мы получили первые настоящие научные результаты, это было действительно интересно".

Аппарат наблюдает за далекими планетами, когда они проходят перед своими звездами, в результате чего ультрафиолетовый свет от последних тускнеет. В некоторых случаях космический корабль настолько точен, что может обнаружить, когда количество света звезды уменьшается всего на 1%.

В статье исследователи описали свои наблюдения за миром под названием WASP-189b. Эта планета вращается вокруг звезды в созвездии Весов на расстоянии более 300 световых лет от Земли. Согласно данным, полученным командой, этот мир также невероятно жаркий. Температура его атмосферы превышает 8300 градусов по Цельсию. Это на тысячи градусов горячее, чем поверхность Солнца.

Наблюдения CUTE также показывают, что газ покидает атмосферу WASP-189b с настолько же ошеломляющей скоростью — около 400 миллионов килограммов в секунду.

Планеты развиваются

Не все планеты, которые CUTE изучала в первые два года своего существования, были такими захватывающими. Согласно неопубликованным результатам, команда наблюдала мир под названием MASCARA-4b, который, похоже, вообще не теряет атмосферу. Другие, такие как KELT-9b, находились где-то посередине.

Франс и его коллеги надеются, что их результаты помогут раскрыть, почему некоторые миры теряют большие куски своей атмосферы, в то время как другие остаются практически неизменными. Он подозревает, что это связано с сочетанием характеристик самих планет (большие создают более сильное гравитационное притяжение) и динамики их звезд (активные, вероятно, наносят больший ущерб, чем спокойные).

Те же самые процессы потенциально со временем изменяют космические тела как внутри Солнечной системы Земли, так и за ее пределами. Ученые, например, предполагают, что Марс когда-то имел гораздо более плотную атмосферу, но Солнце за миллиарды лет  разрушило ее.

Утечка атмосферы также может объяснить происхождение класса планет, известных как "суперземли", которые немного больше нашего мира.

"Есть много свидетельств того, что суперземли начинают свой путь как планеты размером с Нептун с большой, пухлой атмосферой, которые затем теряют так много массы, что все, что остается, — это каменное ядро ​​и, возможно, тонкий покров газа", — говорит Франс.

Кевин Франс, главный исследователь миссии, представил результаты работы группы 11 декабря на встрече Американского геофизического союза в Сан-Франциско.