Два космических телескопа NASA объединили усилия, чтобы впервые идентифицировать детальный «отпечаток пальца» экзопланеты средней между Землей и Нептуном. Такие планеты не встречаются в Солнечной системе, но распространены в других планетных системах.
Планета Gliese 3470 b (также известная как GJ 3470 b) может быть золотой серединой между Землей и Нептуном, с большим скальным ядром, погребенным в глубокой и активной атмосфере из водорода и гелия. При массе 12,6 масс Земли планета более массивна, чем наша планета, но легче, чем Нептун (17 масс Земли).
Многие подобные миры были обнаружены миссией Кеплера, которая завершила свою работу в 2018 году. Фактически, 80% планет в нашей галактике могут находиться в этом диапазоне масс. Однако астрономы никогда не могли понять химическую природу такой планеты.
Благодаря инвентаризации атмосферы GJ 3470 b астрономы могут обнаружить подсказки о природе и происхождении планеты.
Астрономы использовали данные телескопов Хаббла и Спитцера, полученные на нескольких длинах волн, чтобы выполнить первое исследование атмосферы GJ 3470 b.
Это было достигнуто путем измерения поглощения света звездой в момент транзита планеты по диску звезды и потерь отраженного света от планеты при затмении планеты звездой. В общей сложности космические телескопы наблюдали 12 транзитов и 20 затмений. Наука химического анализа, основанного на свете, называется спектроскопией.
Атмосфера GJ 3470 b оказалась в основном прозрачной, только с мелким туманом, что позволило ученым заглянуть вглубь атмосферы.
«Мы ожидали, что атмосфера, богатая тяжелыми элементами, такими как кислород и углерод, которые создают много водяного пара и метана, точно так же, как мы видим на Нептуне. Вместо этого мы нашли атмосферу, настолько бедную тяжелыми элементами, что ее состав напоминает богатый водородом / гелием состав Солнца», - сказал Бьорн Беннеке из Университета Монреаля в Канаде.
Считается, что другие экзопланеты, называемые «горячими Юпитерами», формируются далеко от своих звезд и мигрируют гораздо ближе. Но похоже, что эта планета была создана именно там, где она есть сегодня.
По словам Беннеке, наиболее вероятное объяснение состоит в том, что GJ 3470 b была в опасной близости от красного карлика, масса которого составляет примерно половину массы Солнца. Он выдвигает гипотезу, что экзопланета образовалась из каменной породы и быстро накапливала водород из протопланетного диска.
"Мы видим объект, который смог накопить водород из протопланетного диска, но не убежал ближе к звезде, чтобы стать горячим Юпитером. Это интригует," - сказал Беннеке.
Одно из объяснений состоит в том, что диск рассеялся до того, как планета могла бы расширяться дальше. «Планета застряла в развитии, оставшись небольшим суб-Нептуном», - говорит Беннеке.
Готовящийся к запуску космический телескоп Джеймса Уэбба сможет еще глубже исследовать атмосферу GJ 3470 b благодаря беспрецедентной инфракрасной чувствительности. Новые результаты уже вызвали большой интерес у американских и канадских команд, разрабатывающих инструменты для телескопа. Они будут наблюдать транзиты и затмения GJ 3470 b на длинах волн света, на которых туманные образования в атмосфере становятся еще более и более прозрачными.
Подробнее:
http://www.spitzer.caltech.edu/news/2185-ssc2019-12-Atmosphere-of-Midsize-Planet-Revealed-by-Hubble-Spitzer
Источник: Спитцер
