Особенностью открытой астрономами Килского университета (Великобритания) планеты WASP-104b является то, что ее плотная атмосфера поглощает практически весь поступающий на нее свет. Исследователи сравнивают ее с углем и говорят о том, что это одна из самых темных когда-либо обнаруженных планет.
Объект относится к классу горячих Юпитеров, представляющих собой огромные газовые гиганты, схожие по массе с Юпитером, но при этом располагающихся очень близко со своими звездами, из-за чего обладающих очень высокой температурой. Обычно орбитальный период у подобных планет составляет менее 10 дней.
Представители подобного класса не являются редкостью, однако они нередко демонстрируют особенности, которые делают их весьма интересными для исследования. Например, одной из таких особенностей является то, что горячие Юпитеры гораздо темнее обычных планет.
Большинство из обнаруженных на сегодняшний момент горячих Юпитеров, как правило, поглощают около 40 процентов света. Однако в 2008 году астрономы обнаружили планету WASP-12b, которая оказалась гораздо темнее своих собратьев. Ученые выяснили, что планета способна поглощать как минимум 94 процента поступающего на нее света. Обнаруженная WASP-104b, в свою очередь, оказалась еще темнее. Согласно подсчетам астрономов, этот объект способен поглощать от 97 до 99 процентов света своей звезды.
«Среди всех самых темных планет, о которых написано в учебниках, я могу с легкостью записать WASP-104b в пятерку самых темных. Нет, даже в тройку», — говорит руководитель исследования, астрофизик Килского университета Тео Мокник.
Одним из вероятных объяснений ее «темной натуры» может являться дистанция, на которой планета расположена от своей звезды — желтого карлика, находящегося примерно в 466 световых годах от нас в созвездии Льва. Расстояние между WASP-104b и ее родной звездой составляет всего лишь около 4,3 миллиона километров. Из-за этого ее орбитальный период вращения составляет всего 1,77 дня.
Как и большинство горячих Юпитеров, WASP-104b обладает приливным захватом (одна из ее сторон всегда повернута к звезде). Другими словами, на одной стороне планеты вечный день, а на другой – вечная ночь. Вследствие этого дневная сторона планеты настолько горячая, что над ней не могут образовываться облака, которые повышали бы ее отражательную способность, а на ночной — не может образовываться лед, поскольку в целом температура планеты очень высокая.
Вместо этого WASP-104b обладает очень толстым слоем дымчатой атмосферы, вероятнее всего, имеющей высокое содержание атомных частиц натрия и калия, поглощающих свет в видимом диапазоне спектра и делающих планету очень темной даже на дневной стороне, которая всегда освещена звездой. На ночной стороне планеты облака, весьма вероятно, образовываться могут, но поскольку туда никогда не попадает свет, то и отражать этим облакам нечего.
Несмотря на то, что горячие Юпитеры, как правило, темнее обычных планет, обнаружить их не сложнее обычных. Все они находятся очень далеко от нас, чтобы их можно было увидеть напрямую или разглядеть на фоне гораздо более ярких звезд, вокруг которых они расположены.
Единственным доступным методом обнаружения этих планет является наблюдение за изменением яркости самих звезд, которая, как правило, снижается, когда планета проходит перед самой звездой и наблюдателем. Такой поиск носит название транзитного метода обнаружения, и он является основным и весьма эффективным способом поиска новых экзопланет, например, таких космических телескопов, как «Кеплер».
Поскольку горячие Юпитеры – это очень большие планеты, обнаружить их можно также и с помощью метода Доплера, заключающегося в спектрометрическом измерении радиальной скорости звезды. Звезда, обладающая планетной системой, будет двигаться по своей собственной небольшой орбите в ответ на притяжение планеты. Это в свою очередь приведет к изменению скорости, с которой звезда движется по направлению к Земле и от нее (то есть к изменению в радиальной скорости звезды по отношению к Земле).
Кроме того, такие планеты нельзя назвать черными, как, скажем, уголь, смолу или тот же Vantablack (самый темный материал на Земле). Темными их называют скорее для определения их отражательной, а не излучаемой особенности. Так как эти планеты, как правило, очень горячие, то они могут обладать глубоким синеватым, фиолетовым или тусклым красноватым свечением.
На данный момент самым темным из когда-либо обнаруженных горячих Юпитеров является планета TrES-2b, которая отражает всего 0,1 процента попадающего на нее света.