Предложен концепт миссии EVE, которая исследует юные экзопланеты

Сейчас ученые делят экзопланеты на две основные группы. Миры меньше 10 масс Земли называют «суперземлями», они состоят из твердых пород. Планеты крупнее относят к «субнептунам», и внешне они кажутся более рыхлыми или раздутыми. Исследователи пока не знают, на каком этапе эволюции планеты так сильно разделяются по размерам. Чтобы разобраться в этом, астрономам нужно посмотреть на миры в самом начале их жизни. Это поможет понять, отличаются ли планеты с момента рождения или меняются со временем. Главная сложность состоит в том, что искать молодые экзопланеты крайне тяжело. На сегодняшний день мы открыли около 6000 иных миров, но лишь примерно 20 из них существуют меньше 50 миллионов лет.

Миссия EVE призвана резко увеличить это число. Аппарат рассчитан на два с половиной года работы. За это время он исследует 30 участков неба, где молодые звезды образуют скопления. Телескоп будет осматривать каждую область по 30 дней. Так он соберет свет примерно от 20000 недавно родившихся звезд.

Сложность заключается в том, что молодые звезды ведут себя очень неспокойно. Они часто вспыхивают, и свет от этих вспышек имитирует сигналы от планет. Чтобы исключить ложные данные, телескоп получит три независимых датчика: ближнего ультрафиолетового, оптического и ближнего инфракрасного диапазонов.

Звездные вспышки особенно хорошо видны в ультрафиолете. Ученые смогут использовать показания ультрафиолетового прибора, чтобы математически вычесть яркость вспышек из общих данных. После такой очистки настоящие планеты четко проявятся на фоне своих звезд.

Экзопланеты: какие бывают, как их открыли и есть ли среди них пригодные для жизни

Дискуссия вокруг «долины радиусов» — так астрономы называют провал между размерами планет — сводится к двум гипотезам. Первая предполагает, что газовые карлики со временем теряют свою оболочку и сжимаются. По этому сценарию все протопланеты начинают свой путь как каменистые ядра. Миллионы лет они притягивают водород и гелий, и так вокруг них вырастают массивные облака из легких газов. Но если планета вращается слишком близко к своей молодой звезде, интенсивный свет и жар заставляют атмосферу выкипать. Газ улетучивается, остается только твердое ядро, и планета становится суперземлей. Субнептунам везет больше: они находятся достаточно далеко от звезд, поэтому без труда сохраняют свои газовые оболочки.

Вторая гипотеза описывает плотные водные миры. Она утверждает, что два типа планет кардинально различаются с самого начала. Суперземли формируются из сухих пород близко к звезде, внутри снеговой линии — границы, за которой вода полностью замерзает. Субнептуны же появляются за пределами этой линии и наполовину состоят из камня, а наполовину из воды. В этой теории разрыв в размерах возникает просто потому, что сухой камень физически не способен превысить определенный предел, а гибрид изо льда, воды и камня не может стать меньше своего природного минимума.

Результаты миссии напрямую зависят от того, какая из этих теорий верна. Проект специально не рассматривает крупные миры вроде горячих юпитеров, а ищет только небольшие планеты. Если Вселенная регулярно создает пухлые газовые карлики, как предполагает первая гипотеза, телескоп обнаружит около ста новых молодых субнептунов. Если же субнептуны на самом деле скрывают под собой плотные водные миры, ученые найдут лишь около пяти планет. Остальные объекты будут слишком малы, и их свет потеряется на фоне звезд даже после того, как программа уберет все помехи. Если одно из космических агентств решит профинансировать проект, астрономы наконец смогут проследить, как планеты проходят самые ранние этапы своей жизни.