Экзопланета Gliese 1132 b относится к планетам земного типа. Она тяжелее нашей планеты в 1,66 раз, больше по радиусу в 1,16 раза и плотнее в 1,1 раз, то есть представляет собой скалистую планету. Находится она в созвездии Парусов в системе красного карлика, который в два раза холоднее Солнца и в пять раз меньше его по радиусу.
Год на экзопланете длится чуть менее двух дней, а находится она на расстоянии всего 2,3 миллиона километров от своей звезды, что в 65 раз меньше, чем расстояние от Земли до Солнца. Для примера, даже Меркурий расположен от нашей звезды дальше — в 58 миллионах километров. Из-за такого близкого расположения к звезде экзопланета находится в приливном захвате (на одной стороне вечный день, на другой — ночь), получает в 19 раз больше излучения от своей звезды, чем Земля от Солнца, и разогрета до температуры в 529 кельвинов.
Интерактивный вид звезды, планеты и их расположения в планетной системе можно посмотреть здесь.
Свойства этой экзопланеты помещают её в «пустыню субнептунов». Это область вблизи звезды, где практически никогда не обнаруживают планеты с массами 1,5-2 массы Земли, которые обладали бы атмосферами — последние просто улетучиваются за счёт мощного излучения родительской звезды.
Однако с помощью космического телескопа Hubble учёные обнаружили атмосферу у Gliese 1132 b. В ней преобладает водород — около 99%, присутствуют цианистый водород (синильная кислота) и метан — их суммарная доля составляет около 1%, а также есть следы ацетилена и углеродно-кислородное облако. Откуда взялась эта атмосфера?
Учёные составили следующую картину эволюции экзопланеты. Когда-то она сформировалась как субнептун, состоявший из массивной водородно-гелиевой газовой оболочки и каменного ядра. Затем она оказалась вблизи звезды, которая лишила её атмосферы, оставив голое ядро.
Для восстановления атмосферы требуется постоянно восполнять потери водорода. Наиболее вероятным его источником учёные назвали магму экзполанеты, куда водород в значительных количествах попал ещё на стадии формирования планеты за счёт захвата газов из окружающего пространства. В результате был сформирован «резервуар для хранения» водорода и других летучих веществ, которые впоследствии оттуда высвобождаются.
Процесс высвобождения газов возможен благодаря нагреву недр планеты и активному вулканизму на её поверхности. Это происходит под воздействием приливного нагрева. Дело в том, что величина силы, с которой звезда притягивает планету, различается как в разных местах самой экзопланеты, так и в разных точках эллиптической орбиты, по которой она движется. Эта разница заставляет тело деформироваться. Подобный эффект, например, — причина нагрева и активного вулканизма спутника Юпитера Ио. Через трещины в тонкой коре Gliese 1132 b из магмы высвобождаются водород и другие газы, которые и пополняют атмосферу.
Открытие механизма восполнения атмосферы имеет большое значение для последующих исследований.
Во-первых, с помощью изучения атмосферы, содержащей газы из магмы, учёные получат представление о её составе у экзопланеты, «приоткрыв окно» в геологию другого мира.
Во-вторых, эта экзопланета очень удобна для проведения наблюдений в инфракрасном диапазоне — атмосфера достаточно «прозрачна», чтобы через неё попытаться «рассмотреть» поверхность планеты. Увидеть какие-то детали поверхности экзопланет современные телескопы не способны, но получить спектр и определить состав породы учёные уже могут или смогут в ближайшие годы с вводом в строй новых приборов.
Также важный вопрос для изучения — определение точного состава атмосферы, что позволит учёным лучше понять механизм её восстановления.
Все эти исследования будут возможны с использованием космического телескопа James Webb, который планируют запустить в конце 2021 года. Подробнее о телескопе можно прочитать здесь, здесь и здесь.
Автор: Алина Нестерова
Источники:
https://arxiv.org/abs/2103.05657
https://esahubble.org/news/heic2104/
https://ru.wikipedia.org/wiki/Gliese_1132_b
https://ru.wikipedia.org/wiki/GJ_1132
https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/7106/gj-1132-b/