Грубо говоря, в каждом месте на Земле около полугода дневное время и полгода ночное время. Вблизи экватора продолжительность дня и ночи остается довольно постоянной в течение года, каждая из них длится около 12 часов.
Чем дальше вы перемещаетесь от экватора, тем больше этот баланс смещается ежедневно. Например, в Нью-Йорке световой день увеличивается примерно до 15 часов в июне, но к декабрю сокращается примерно до 9 часов. На Северном или Южном полюсе дневное и ночное время может длиться до 24 часов. Это явление известно как полярный день и полярная ночь. Полярный день часто называют Полуночным Солнцем.
Все эти сдвиги продолжительности дня и ночи объясняются наклоном оси Земли. Экватор нашей планеты не выровнен с плоскостью солнечной эклиптики, а наклонен на 23,4 градуса. Итак, когда Земля вращается вокруг Солнца, разные регионы наклоняются к Солнцу или от него в разное время года. Это также объясняет, почему у нас есть времена года.
Теперь представьте себе планету, где нет полумер дня и ночи. На этой планете одна сторона всегда будет освещена Солнцем, а другая находится в вечной тьме. Астрономы теперь могут указать вам на такую планету. Она находится где-то в созвездии Инда, примерно в 48,6 световых годах от нас.
Эта планета, суперземля, известная как LHS 3844b, является первой экзопланетой, у которой подтверждено взаимно однозначное приливное сцепление. Это явление приводит к тому, что одно полушарие вечно греется в дневном свете, а другое остается в вечной ночи. Звучит знакомо? Именно так работает наша Луна: одна сторона всегда обращена к Земле.
Приливная блокировка происходит, когда период вращения планеты совпадает с периодом ее обращения вокруг звезды, в результате чего одна сторона постоянно смотрит на звезду, а другая сторона отворачивается, запертая во тьме. Это явление связано с гравитационными силами, действующими между планетой и ее звездой.
Показать, что экзопланета, расположенная на расстоянии световых лет от нас, заблокирована приливами, невероятно сложно. Хотя орбитальный период легко записать, измерить период вращения с такого большого расстояния — нет. Но исследователи мыслили нестандартно.
Команда, возглавляемая Синьтун Лю из Пекинского университета, вместе с сотрудниками из Университета Макгилла, Лаборатории реактивного движения и Астрономического института Макса Планка, использовала инфракрасные наблюдения космического телескопа Спитцер для измерения интенсивности света, отраженного этим сверхъестественным объектом. СуперЗемля — это тип экзопланеты с массой большей, чем у Земли, но значительно меньшей, чем у ледяных гигантов Урана и Нептуна. Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal.
Данные космического телескопа «Спитцер» позволили исследователям сделать вывод о температуре его поверхности, показав, что сторона, обращенная к телескопу, была прохладной. И это несмотря на то, что LHS 3844b вращается вокруг своей родительской звезды на очень близком расстоянии, совершая оборот каждые 11 часов. Единственное объяснение состоит в том, что эта сторона — темная сторона планеты, заблокированной приливами.
«Из-за отсутствия наблюдаемого сильного приливного нагрева мы исключаем быстрое несинхронное вращение», — написал соавтор Кейт Коуинг.
«Это наиболее убедительные доказательства, которые можно собрать с помощью существующей на данный момент информации или приборов», — рассказала астрофизик Эмили Раушер из Мичиганского университета в Анн-Арборе.
Астрономы полагают, что в окрестностях нашей галактики существует множество приливно-зависимых планет. Дополнительные доказательства ожидаются от JWST, который способен изучать вращение экзопланет, вращающихся на большем расстоянии от своих звезд — миров, с большей вероятностью сохраняющих атмосферу и пригодные для жизни условия.
Если эти планеты также демонстрируют признаки приливной блокировки, это будет означать, что многие, если не большинство, обитаемых планет Млечного Пути приливно синхронизированы. И об этом просто интересно задуматься.
