|
Экзопланета поможет написать рецепт формирования планет
|
|
|
|
Удивительная желтая дымка из диоксида серы в атмосфере газовой "карликовой" экзопланеты, находящейся на расстоянии около 96 световых лет от нашей Солнечной системы, делает планету главной мишенью для ученых, пытающихся понять, как формируются миры. Астрономы обнаружили планету GJ 3470 b в 2012 году, когда тень планеты пересекла звезду, вокруг которой она вращается. GJ 3470 b расположена в созвездии Рака и примерно вдвое меньше Нептуна, а ее масса в 10 раз превышает массу Земли. За прошедшие годы исследователи собрали данные о планете с помощью космических телескопов "Хаббл" и "Спитцер", кульминацией которых стали два недавних наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. Планеты за пределами нашей Солнечной системы, называемые экзопланетами, такие как GJ 3470 b, являются интересными объектами для исследователей, изучающих, как образуются планеты. В идеале астрономы должны фиксировать свет от звезды, которая проникает через границу атмосферы планеты. Это позволяет им измерять составляющий свет, или его спектр, показания, отмеченные всплесками и провалами, характерными для интересных молекул, обнаруженных в этой атмосфере.
|
|
|
|
"Дело в том, что все смотрят на эти планеты и часто видят ровные линии", – говорит профессор астрономии Висконсинского университета в Мэдисоне Томас Битти. "Но когда мы посмотрели на эту планету, мы на самом деле не увидели ровной линии". Они увидели свидетельства наличия воды, углекислого газа, метана и диоксида серы, результаты которых Битти представил сегодня в Мэдисоне на 244-м заседании Американского астрономического общества и которые он вскоре опубликует в Astrophysical Journal Letters с соавторами из Университета штата Аризона, Университета штата Аризона, Исследовательского центра Эймса НАСА и других организаций. Статья доступна на сервере препринтов arXiv. GJ 3470 b - самая легкая и холодная (в среднем всего 325 градусов по Цельсию, или более 600 градусов по Фаренгейту) экзопланета, на которой содержится диоксид серы. Это соединение, вероятно, является признаком протекания активных химических реакций в атмосфере планеты, возникающих, когда излучение ближайшей звезды расщепляет компоненты сероводорода, которые затем отправляются на поиски новых молекулярных партнеров.
|
|
|
"Мы не думали, что увидим диоксид серы на таких маленьких планетах, и очень интересно увидеть эту новую молекулу в неожиданном месте, поскольку это дает нам новый способ понять, как образовались эти планеты", - говорит Битти, который работал научным сотрудником в James. Космический телескоп Уэбба до поступления на факультет Калифорнийского университета в Мэдисоне. - А маленькие планеты особенно интересны, потому что их состав действительно зависит от того, как происходил процесс формирования планет". Разгадывание этого процесса - одна из целей исследований Битти. Это немного похоже на слежку за пекарем, только в начале его работы, а затем снова, когда подходит время подавать десерт. "На нашем столе разложены все ингредиенты, необходимые для приготовления торта, и у нас есть готовый торт", - говорит он. "Теперь, можем ли мы определить рецепт — этапы, на которых сырье превращалось в конечный продукт, — измерив его состав?" Астрономы, подобные Битти, надеются, что им удастся сделать именно это: выяснить рецепт формирования планет, изучив, что содержится в экзопланетах. "Обнаружение диоксида серы на такой маленькой планете, как GJ 3470 b, дает нам еще один важный элемент в списке ингредиентов для формирования планет", - говорит Битти.
|
|
|
|
В случае с GJ 3470 b есть и другие интересные функции, которые могут помочь дополнить этот рецепт. Орбита планеты вокруг своей звезды проходит почти над полюсами звезды, то есть она обращается под углом 90 градусов к ожидаемому пути движения планет в системе. Она также находится на удивление близко к звезде, достаточно близко, чтобы свет от ее звезды уносил в космос большое количество атмосферы GJ 3470 b. Вероятно, планета потеряла около 40% своей массы с момента своего образования. Близкая и неровная орбита является признаком того, что GJ 3470 b раньше находилась где-то в другой части своей системы, и в какой-то момент планета попала под действие притяжения другой планеты и была втянута на новую траекторию, которая в конечном итоге привела ее в другой район. "История миграции, которая привела к появлению этой полярной орбиты, и потеря всей этой массы — это то, чего мы обычно не знаем о других экзопланетах, которые мы рассматриваем", - говорит Битти. "Это важные этапы в рецепте, который позволил создать эту конкретную планету, и они могут помочь нам понять, как образуются подобные планеты". С дальнейшим анализом компонентов, которые остаются в атмосфере планеты, и помощью коллег из Висконсинского центра изучения происхождения, которые специализируются на протопланетных дисках и динамике миграции, GJ 3470 b может помочь Битти и другим ученым понять, как планеты, подобные этой, стали такими аппетитными. —по крайней мере, с точки зрения астрономов.
|
|
|
|
Источник
|
