Самая тёмная планета. Куда исчезает почти весь падающий на неё свет

Есть объекты, которые отражают свет так плохо, что их почти невозможно разглядеть. Уголь, асфальт, чёрная краска на этом фоне выглядят почти глянцевыми. А в космосе существует планета, которая отражает меньше света, чем всё перечисленное.

Астрономы называют её TrES-2b. Это газовый гигант размером примерно с Юпитер, который вращается вокруг звезды в созвездии Дракона. И он настолько тёмный, что долгое время считался самой чёрной планетой из всех известных.

Планета темнее угля

TrES-2b находится примерно в 750 световых годах от Земли. Она относится к классу горячих юпитеров: газовых гигантов, которые вращаются вплотную к своей звезде. Один оборот вокруг светила занимает у неё меньше трёх земных суток.

Измерения 2011 года показали, что альбедо планеты, то есть доля отражённого света, не превышает одного процента. Для сравнения, у угля этот показатель около пяти процентов, а у нашей Луны примерно двенадцать. TrES-2b отражает меньше, чем кусок антрацита в костре.

Сначала это выглядело как ошибка. Планета не может быть настолько чёрной, если только с ней не происходит что-то странное. И действительно, дальнейшие наблюдения показали, что дело сложнее, чем просто тёмная поверхность.

Почему она такая чёрная

У горячих юпитеров нет твёрдой поверхности. То, что мы называем планетой, это плотная газовая оболочка, которая постепенно переходит в раскалённую мантию. Свет, попадающий в такую атмосферу, многократно рассеивается и в итоге поглощается.

Но одного поглощения мало. У TrES-2b в атмосфере почти нет облаков, которые обычно отражают свет обратно в космос. Плюс к этому звезда освещает планету очень односторонне: одна сторона всегда повёрнута к светилу, вторая остаётся в вечной ночи. Разница температур между ними огромная, и это создаёт мощные потоки, которые переносят вещество по всей атмосфере.

В таких условиях свет просто не успевает выйти наружу. Он входит в верхние слои, сталкивается с молекулами и уходит в тепло. Именно поэтому планета выглядит почти чёрной точкой на фоне звезды.

У неё всё-таки есть слабое свечение

В 2011 году астрономы заметили, что TrES-2b не абсолютно чёрная. У неё есть слабый красноватый оттенок. Это не отражённый свет звезды, а собственное излучение раскалённой атмосферы.

Температура на дневной стороне планеты достигает примерно тысячи градусов по Цельсию. Этого достаточно, чтобы газ начал светиться в инфракрасном диапазоне, а часть излучения попадает и в видимый красный спектр.

Получается, планета не просто поглощает свет. Она сама слабо светится, но настолько тускло, что заметить это можно только очень чувствительными приборами.

WASP-12b, ещё один претендент на звание самой тёмной

Через несколько лет после TrES-2b внимание астрономов привлекла другая планета, WASP-12b. Она находится примерно в 1400 световых годах от нас и тоже относится к горячим юпитерам.

Измерения 2017 года показали, что WASP-12b отражает всего около 0,06 процента падающего света. Это ещё меньше, чем у TrES-2b. По сути, планета работает как гигантский светопоглотитель, который почти не отдаёт обратно то, что получает от звезды.

Причина похожая: в атмосфере образуются соединения, которые активно поглощают излучение в видимом диапазоне. В основном это связано с газообразным водородом и парами металлов, которые поднимаются из раскалённых нижних слоёв.

Планета, которую разрывает собственная звезда

С WASP-12b связана отдельная история. Она вращается так близко к своей звезде, что один оборот занимает чуть больше земных суток. Из-за этого приливные силы буквально растягивают планету.

Форма WASP-12b не сферическая. Она вытянута в сторону звезды, как капля, которую тянет гравитация. Атмосфера постепенно утекает в космос, и вокруг планеты образуется облако из потерянного газа.

Учёные считают, что через несколько миллионов лет от планеты останется только плотное ядро. А потом исчезнет и оно. Так что самая тёмная планета одновременно является и одной из самых обречённых.

Зачем астрономам такие тёмные миры

Казалось бы, какая разница, насколько чёрная далёкая планета. Но именно на таких объектах проверяются модели атмосфер, поглощения света и переноса тепла. Чем экстремальнее условия, тем лучше видно, как работают физические законы.

Кроме того, тёмные планеты помогают понять, как выглядит свет, который не отражается, а поглощается. Это важно для поиска жизни на других планетах: если мы когда-нибудь найдём мир с зелёными или красными оттенками, нужно будет точно знать, что именно мы видим.

А ещё это просто красиво. Планета, которая почти не отражает свет, но слабо светится сама, напоминает о том, что космос умеет удивлять даже там, где, казалось бы, всё уже изучено.