|
Нашли водяной пар, исходящий от экзопланеты или ее звезды
|
|
|
|
GJ 486 b примерно на 30% больше Земли и в три раза массивнее, что означает, что это каменистый мир с более сильной гравитацией, чем Земля. Он обращается вокруг красного карлика всего за 1,5 земных дня. Он находится слишком близко к своей звезде, чтобы находиться в обитаемой зоне, с температурой поверхности около 800 градусов по Фаренгейту. И все же наблюдения Уэбба показывают намеки на водяной пар. Водяной пар мог быть из атмосферы, окружающей планету, и в этом случае его нужно было бы постоянно пополнять из-за потерь от звездного излучения. Но столь же вероятная возможность состоит в том, что водяной пар на самом деле происходит из внешнего слоя холодной звезды-хозяина планеты. Дополнительные наблюдения Уэбба помогут ответить на вопрос: может ли каменистая планета поддерживать или восстанавливать атмосферу в суровых условиях вблизи красного карлика?
|
|
|
|
Наиболее распространенными звездами во Вселенной являются красные карлики, а это означает, что скалистые экзопланеты, скорее всего, будут найдены вокруг такой звезды. Красные карлики холодные, поэтому планета должна вращаться вокруг них по узкой орбите, чтобы оставаться достаточно теплой, чтобы потенциально содержать жидкую воду (это означает, что она находится в обитаемой зоне). Такие звезды также активны, особенно в молодом возрасте, испуская ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, которое может разрушить атмосферы планет. В результате один важный открытый вопрос в астрономии заключается в том, может ли каменистая планета поддерживать или восстанавливать атмосферу в таких суровых условиях. Чтобы ответить на этот вопрос, астрономы использовали космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба для изучения скалистой экзопланеты, известной как GJ 486 b. Он находится слишком близко к своей звезде, чтобы находиться в обитаемой зоне, с температурой поверхности около 800 градусов по Фаренгейту (430 градусов по Цельсию). И все же их наблюдения с использованием спектрографа ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRSpec) показывают намеки на водяной пар.
|
|
|
Если водяной пар связан с планетой, это указывает на то, что у нее есть атмосфера, несмотря на палящую температуру и близость к звезде. Водяной пар и раньше наблюдали на газообразных экзопланетах, но на сегодняшний день атмосфера вокруг каменистой экзопланеты окончательно не обнаружена. Однако команда предупреждает, что водяной пар может находиться на самой звезде, в частности, в холодных звездных пятнах, а вовсе не на планете. «Мы видим сигнал, и он почти наверняка связан с водой. Но мы пока не можем сказать, является ли эта вода частью атмосферы планеты, то есть у планеты есть атмосфера, или мы просто видим водную сигнатуру, исходящую от звезда», — сказала Сара Моран из Аризонского университета в Тусоне, ведущий автор исследования. «Водяной пар в атмосфере на горячей каменистой планете стал бы крупным прорывом в науке об экзопланетах. Но мы должны быть осторожны и убедиться, что виновата не звезда», — добавил Кевин Стивенсон из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса в Лореле. , Мэриленд, главный исследователь программы.
|
|
|
|
GJ 486 b примерно на 30% больше Земли и в три раза массивнее, что означает, что это каменистый мир с более сильной гравитацией, чем Земля. Он обращается вокруг красного карлика всего за 1,5 земных дня. Ожидается, что он будет заблокирован приливами, с постоянной дневной и ночной сторонами. GJ 486 b проходит через свою звезду, пересекая ее перед звездой с нашей точки зрения. Если у него есть атмосфера, то при его прохождении звездный свет будет фильтроваться через эти газы, оставляя на свету отпечатки пальцев, которые позволяют астрономам расшифровать его состав с помощью метода, называемого спектроскопией пропускания. Команда наблюдала два транзита, каждый продолжительностью около часа. Затем они использовали три разных метода для анализа полученных данных. Результаты всех трех согласуются в том, что они показывают в основном плоский спектр с интригующим подъемом на самых коротких инфракрасных длинах волн. Команда запустила компьютерные модели с учетом ряда различных молекул и пришла к выводу, что наиболее вероятным источником сигнала был водяной пар.
|
|
|
|
Хотя водяной пар потенциально может указывать на наличие атмосферы у GJ 486 b, не менее правдоподобным объяснением является водяной пар звезды. Удивительно, но даже на нашем Солнце водяной пар иногда может существовать в солнечных пятнах, потому что эти пятна очень холодные по сравнению с окружающей поверхностью звезды. Звезда-хозяин GJ 486 b намного холоднее Солнца, поэтому в ее звездных пятнах будет сконцентрировано еще больше водяного пара. В результате он может создать сигнал, имитирующий планетарную атмосферу. «Мы не наблюдали свидетельств того, что планета пересекает какие-либо звездные пятна во время транзитов. Но это не значит, что на звезде нет пятен. И это именно физический сценарий, который запечатлел бы этот сигнал воды в данных и может оказаться похожей на планетарную атмосферу», — объяснил Райан Макдональд из Мичиганского университета в Анн-Арборе, один из соавторов исследования.
|
|
|
|
Ожидается, что атмосфера водяного пара будет постепенно разрушаться из-за звездного нагрева и излучения. В результате, если присутствует атмосфера, ее, вероятно, придется постоянно пополнять за счет вулканов, выбрасывающих пар из недр планеты. Если вода действительно находится в атмосфере планеты, необходимы дополнительные наблюдения, чтобы сузить количество присутствующей воды. Будущие наблюдения Уэбба могут пролить больше света на эту систему. Предстоящая программа Уэбба будет использовать прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI) для наблюдения за дневной стороной планеты. Если у планеты нет атмосферы или есть только тонкая атмосфера, то ожидается, что самая горячая часть дневной стороны будет находиться прямо под звездой. Однако если самая горячая точка сместится, это укажет на наличие атмосферы, в которой может циркулировать тепло. В конечном счете, для различения сценариев планетарной атмосферы и звездных пятен потребуются наблюдения в более коротких инфракрасных длинах волн с помощью другого инструмента Уэбба, формирователя изображений ближнего инфракрасного диапазона и бесщелевого спектрографа (NIRISS). «Это объединение нескольких инструментов вместе, которые действительно определят, есть ли у этой планеты атмосфера», — сказал Стивенсон.
|
|
|
|
Источник
|
