|
Зонд предоставил новые данные о горячих Юпитерах
|
|
|
|
Космический корабль размером с коробку из-под хлопьев провел точные измерения атмосфер больших и пухлых планет, называемых «горячими Юпитерами». Результаты, полученные под руководством команды из Университета Колорадо в Боулдере, могут помочь понять, как атмосфера вокруг этого и множества других миров ускользает в космос. Эти наблюдения являются первыми результатами, полученными с трудолюбивого космического корабля НАСА, известного как Колорадский эксперимент по ультрафиолетовому транзиту (CUTE). Кевин Франс, главный исследователь миссии, представит результаты группы в понедельник, 11 декабря, в 16:30 по тихоокеанскому времени. на встрече Американского геофизического союза в Сан-Франциско в 2023 году. Миниатюрный космический корабль, длина которого составляет всего 14 дюймов, может быть и симпатичным, но его научные результаты, опубликованные в «Астрономическом журнале», совсем не такие. С момента своего запуска в сентябре 2021 года CUTE навел свой единственный ультрафиолетовый телескоп на серию горячих Юпитеров, находящихся в нескольких сотнях световых лет от Земли.
|
|
|
|
Горячие Юпитеры — одни из самых горячих и агрессивных планет в галактике. Как следует из названия, это газовые гиганты, подобные нашему Юпитеру. Однако эти планеты прижимаются гораздо ближе к своим родным звездам, совершая оборот по орбите примерно раз в несколько земных дней. При этом звездное излучение нагревает горячие Юпитеры до тысяч градусов по Фаренгейту, а их атмосфера раздувается до огромных размеров, что-то вроде хлеба, поднимающегося в духовке. Исследователи давно подозревали, что это постоянное воздействие звездной радиации может привести к разрушению атмосферы вокруг некоторых экзопланет в течение миллионов-миллиардов лет. Данные CUTE предполагают, что этот процесс может быть не таким простым. Команда CUTE, в которую входят несколько студентов и аспирантов, уже наблюдала семь горячих Юпитеров, и в ближайшее время их будет еще больше. Некоторые из них, кажется, теряют свою атмосферу, но другие нет. «Кажется, что планеты появляются во всех вариантах», — сказал Франс, доцент Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) и Департамента астрофизических и планетарных наук.
|
|
|
Он добавил, что CUTE помогает ученым создать полевой путеводитель по множеству видов планет, существующих в галактике Млечный Путь, включая те, которые совсем не похожи на ближайших соседей Земли. «Мы хотим понять, как наша Солнечная система вписывается в семейство солнечных систем во Вселенной», — сказал Франс. «Это означает понимание больших и маленьких планет, тех, на которых есть жизнь, и тех, на которых ее определенно нет, а также всех важных физических процессов, которые происходят на этих планетах». Путь CUTE к научному успеху был нелегким. Когда космический корабль впервые вышел на орбиту вокруг Земли, Франс и его коллеги быстро заметили, что в нем, похоже, возникли некоторые сбои — нормальная проблема для многих небольших спутников, или CubeSat, которые часто тестируют технологии, которые никогда раньше не летали в космос. В одном случае шторка, защищавшая телескоп CUTE, продолжала закрываться, когда этого не следовало делать. Команда, в которую вошли несколько студентов и аспирантов, не сдавалась. Исследователи приказали космическому кораблю открыть затвор, а затем разрядили питающую его батарею, предотвращая повторное закрытие аппарата.
|
|
|
|
«CUTE все еще работает и собирает данные сегодня», — сказал Франс. «Когда мы получили первые настоящие научные результаты, это было действительно интересно». CUTE наблюдает за далекими планетами, когда они проходят перед своими звездами, в результате чего ультрафиолетовый свет от этих звезд тускнеет. В некоторых случаях космический корабль настолько точен, что может обнаружить, когда свет звезд тускнеет всего на 1%. В статье, опубликованной в сентябре в The Astrophysical Journal Letters, исследователи описали свои наблюдения за миром под названием WASP-189b. Эта планета вращается вокруг звезды в созвездии Весов на расстоянии более 300 световых лет или тысяч триллионов миль от Земли. Согласно результатам команды, он также невероятно жаркий: температура его атмосферы достигает примерно 15 000 градусов по Фаренгейту. Это на тысячи градусов горячее, чем поверхность Солнца. Наблюдения CUTE также показывают, что газ выходит из-под WASP-189b с такой же ошеломляющей скоростью — около 400 миллионов килограммов (почти 900 миллионов фунтов) в секунду.
|
|
|
|
Не все планеты, которые CUTE изучала в первые два года своего существования, были такими захватывающими. Согласно неопубликованным результатам, команда наблюдала вторую планету под названием MASCARA-4b, которая, похоже, вообще не теряла много газа. Другие, такие как KELT-9b, находились где-то посередине. Франс и его коллеги надеются, что их результаты помогут раскрыть, почему некоторые планеты теряют большие куски своей атмосферы, в то время как другие остаются практически неизменными. Он подозревает, что это связано с сочетанием самих планет (большие планеты создают более сильное гравитационное притяжение) и динамики их звезд (более активные звезды, вероятно, наносят больший ущерб планетам, чем спокойные звезды). Те же самые процессы потенциально со временем формируют планеты как внутри Солнечной системы Земли, так и за ее пределами. Ученые, например, предполагают, что Марс когда-то имел гораздо более плотную атмосферу, но Солнце разрушило ее за миллиарды лет.
|
|
|
|
Утечка атмосферы также может объяснить происхождение класса планет, известных как «суперземли», которые немного больше нашего мира. «Есть много свидетельств того, что суперземли начинаются с планет размером с Нептун с большой, пухлой атмосферой, которые затем теряют так много массы, что все, что остается, — это каменное ядро и, возможно, тонкая атмосфера», — сказал Франс. По его словам, величайшим наследием CUTE, возможно, является ее влияние на студентов. Небольшая команда миссии, состоящая примерно из 20 человек, участвовала практически во всех аспектах жизни космического корабля — от создания спутника до его запуска, отправки ему команд, а затем загрузки и анализа научных данных. CUTE в настоящее время находится на высоте около 326 миль (525 километров) над поверхностью Земли и, как ожидается, вернется в атмосферу к 2027 году. «Все это происходит во время крупных миссий НАСА, только в гораздо большем масштабе», — сказал Франс. «Наши студенты и начинающие ученые получают полный опыт от стадии предложения до выпуска научного продукта».
|
|
|
|
Источник
|
