Ученые, анализирующие данные космического телескопа Спитцер, выдвинули гипотезу, что многие из так называемых «Теплый Нептун» имеет атмосферу с очень высоким содержанием гелия. По мнению исследователей, таких планет в нашей Галактике могут быть даже тысячи.
«Теплые Нептуны» представляют собой группу внесолнечных планет, размер которых равен размеру Нептуна в Солнечной системе или чуть меньше, обращающихся вокруг своих звезд по очень близким орбитам, с периодом обращения в один или два дня. Такие планеты, вероятно, имеют температуру выше тысячи градусов Кельвина. Считается, что теплые Нептуны имеют твердые или жидкие ядра и окружены газом (атмосферой). Если бы гелий был основным компонентом атмосферы, планета с такими свойствами была бы либо белой, либо серой. Это совершенно другой цвет, чем у Нептуна в Солнечной системе, который голубой (метан в атмосфере Нептуна поглощает красный цвет, делая планету синей). С помощью телескопа Кеплер удалось найти довольно много кандидатов в планеты теплой категории Нептуна.
Один из объектов, GJ 436b, был исследован с помощью космического телескопа Спитцер. Собственность вдохновила группу во главе с Реню Ху, научным сотрудником Хаббла в Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния. Они опубликовали свой анализ в Astrophysical Journal.
Планета GJ436b, находящаяся в 33 световых годах от нас, имеет в своей атмосфере углерод, но не метан. Эта особенность удивительна для ученых, ведь молекула метана состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода, поэтому метана на планете должно быть много. Объяснением этого может быть гипотеза теплой гелиевой атмосферы Нептуна. По задумке исследователей, водород постепенно удаляется из атмосферы излучением звезды. В отсутствие водорода углерод соединяется с кислородом с образованием монооксида углерода — и действительно, наблюдения Спитцера показали, что монооксид углерода также присутствует в GJ 436b.
По словам Ренью Ху и его команды, близость звезды приведет к удалению водорода из атмосферы, так как он в четыре раза легче гелия, и его присутствие в атмосфере планеты должно постепенно уменьшаться, оставляя после себя растущую концентрацию гелия. Такой процесс может занять до 10 миллиардов лет. Для сравнения, это примерно половина нынешнего возраста Земли.
Гипотезу нужно проверить, а для этого нужно будет наблюдать гораздо больше теплых Нептунов. Исследователи надеются, что, возможно, с помощью космического телескопа Хаббла или его преемника, космического телескопа Джеймса Уэбба, они смогут обнаружить гелий непосредственно в атмосферах этих планет.