Обнаружение планеты, которая может меняться в своей пригодности для жизни, стало одним из самых удивительных открытий в современной астрономии. Всего в 2 472 световых годах от нас, за пределами нашей солнечной системы, вращается гигантский "супер-земля" — Kepler-735c, чье климатические условия меняются настолько кардинально, что оно находится в зоне обитания лишь часть своего орбитального пути. Что особенно интересно, данная планета была обнаружена не прямым наблюдением, а с помощью анализа вариаций времени транзита — метода, который позволяет выявлять невидимыми глазу планеты, даже не проходящие перед звездой.

Существует несколько способов поиска экзопланет, и одним из наиболее эффективных является метод транзитных наблюдений. Он предполагает, что когда планета проходит перед своей звездой, часть светового потока временно уменьшается. На основании величины этого уменьшения можно определить размер планеты. Именно так наш телескоп Kepler обнаружил более 3 300 подтвержденных экзопланет. Однако у этого метода есть свои ограничения: он склонен к поиску планет на коротких орбитах, которые проходят перед звездой чаще и, следовательно, заметнее для приборов. Также требуется точное выравнивание орбит планет и линии зрения наблюдателя, что существенно сужает спектр открываемых объектов.

Ключевым аспектом исследования стал феномен, известный как вариации времени транзита (VTT), или Transit Timing Variations (TTV). Обычно транзиты происходят с предсказуемой регулярностью, но иногда астрономы фиксируют задержки или опережения в их возникновении. Эти отклонения указывают, что на орбиту планеты воздействуют гравитационные силы других невидимых или труднодоступных тел. Анализируя эти вариации, ученые могут делать выводы о свойствах скрытых планет — их массе, орбитальных параметрах и даже числе.

VTT позволяют обнаружить планеты, неподвижно скрывающиеся за орбитами, которые невозможно подвергнуть наблюдению напрямую. Они работают как космические детекторы — показывают влияние невидимых тел на уже обнаруженные планеты.

Для примера можно привести систему TRAPPIST-1 — там обнаружили сразу семь планет, которые транзитируют перед звездой. Но зачастую невидимые планеты не транзитируют, и именно вариации времени их транзита помогают выявить их наличие. Размер и частота этих вариаций позволяют определить массу скрытой планеты и даже предположить ее орбитальную дистанцию.

Исследователи из китайских обсерваторий на основе анализа VTT выявили существование гипотетической планеты Kepler-735c, являющейся гигантским "супер-землей". Её масса превышает земную в десять раз, что ставит ее в верхнюю часть этого типа планет. Пока такой планеты не было обнаружено в нашей солнечной системе, и ученые продолжают моделировать ее возможные свойства.

Одной из самых поразительных особенностей Kepler-735c является ее сильная эллиптичность орбиты. Ее орбитальный показатель (эксцентриситет) равен 0.44, что значительно выше земных 0.0167. В результате часть орбиты планеты находится очень близко к звезде, а часть — гораздо дальше. Это означает, что на разных этапах орбитального пути планета получает разное количество тепла и света, делая части ее поверхности более или менее пригодными для жизни.

Высокий эллиптизм приводит к тому, что Kepler-735c в некоторые моменты времени находится в зоне, где возможна жидкая вода, а в другие — значительно выше или ниже. Это создает экстремальные климатические колебания, которые могут сильно влиять на развитие жизни. Теоретические модели показывают, что такие планеты могут иметь интенсивные климатические циклы, с периодами глобальных заморозков или парниковых эффектов.

Если на Kepler-735c есть атмосферные слои, то разница в солнечном нагреве будет играть большую роль, создавая катаклизмы и динамическую климатическую систему. Время в пределах орбиты, когда планета оказывается в зоне обитания, составляет примерно 207,5 земных дней — аналогичный один год на Земле. В периоды вне этой зоны, условия станут экстремальными, и потенциальная жизнь, если она там есть, должна приспосабливаться к масштабным климатическим скачкам.

Понимание таких планет — ключ к расширению наших знаний о возможных условиях для возникновения и развития жизни за пределами нашей планеты. Сейчас астрономы сталкиваются с вопросами: какую экологическую систему может поддерживать планета с сильной орбитальной эллиптичностью? Какие особенности должна иметь атмосфера, чтобы сгладить экстремальные температурные колебания?

Кроме того, поскольку Kepler-735c не транзитирует перед своей звездой, использование космического телескопа James Webb, предназначенного для изучения атмосфер планет, ограничено. В этом случае основными инструментами остаются методы анализа вариаций транзитных времен и характера гравитационного воздействия на соседние тела.

Запуск европейского космического аппарата PLATO, запланированный на 2026 год, обещает расширить наши знания о подобных планетах, благодаря возможности обнаружения на орбитах со сложными характеристиками. В отличие от методов радиальной скорости или транзитных методов, TTV позволяют находить планеты на более широких орбитах, которые раньше оставались незамеченными.

«Эта техника — мощный инструмент для поиска потенциально обитаемых планет, находящихся за пределами ближайших к нам систем», — говорит профессор Сун Лейлей из Обсерваторий Юньнаня. Он подчеркивает, что новые открытия помогут не только расширить статистику по количеству планет в зоне обитания, но и понять, насколько разнообразны условия на различных мирах.

Обнаружение Kepler-735c и подобных ему планет — это не только подтверждение силы методов анализа вариаций транзитных времен, но и огромный шаг к разгадке тайн внеземной жизни. Каждая новая планета с необычной орбитой и потенциально меняющимися климатическими условиями — это шанс понять, в каких условиях может существовать жизнь за пределами Земли. В дальнейшем изучение таких миров поможет определить границы возможной обитаемости в нашей галактике и, возможно, открыть новую главу в истории астробиологии.