|
Обнаружены намеки на существование экзовулканов
|
|
|
|
На сегодняшний день нам известно о более чем 5000 экзопланетах - планетах за пределами нашей Солнечной системы, которые вращаются вокруг других звезд. В то время как усилия по открытию новых миров продолжаются, мы постоянно узнаем все больше об уже обнаруженных нами экзопланетах: их размерах, из чего они состоят и есть ли у них атмосфера.
|
|
|
|
Наша команда уже предоставила предварительные доказательства наличия богатой серой атмосферы на планете, которая в 1,5 раза больше Земли и находится на расстоянии 35 световых лет от нас. Если это подтвердится, это будет самая маленькая из известных экзопланет с атмосферой. Потенциальное присутствие в этой атмосфере газов диоксида серы (SO2) и сероводорода (H2S) указывает на расплавленную или вулканическую поверхность.
|
|
|
|
В нашей Солнечной системе есть две различные категории планет — небольшие скалистые, включая Землю и Марс, и газовые гиганты, такие как Юпитер и Сатурн. Однако экзопланеты имеют широкий спектр размеров. В нашей солнечной системе нет планеты, размер которой находился бы в диапазоне между Землей и Нептуном, но оказалось, что это самый распространенный тип планет, которые мы видели вокруг других звезд в нашей галактике.
|
|
|
|
Те, что ближе к размеру Нептуна, называются субнептуновыми, а те, что ближе к размеру Земли, называются суперземлями. L 98-59 d - это Суперземля, немного больше и тяжелее Земли. Состав атмосфер этих планет по-прежнему остается открытым вопросом, который мы только начинаем изучать с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), запущенного в 2021 году.
|
|
|
|
|
|
|
L 98-59 d была обнаружена в 2019 году с помощью космического телескопа НАСА Tess. Большинство экзопланет, включая L 98-59 d, были обнаружены с использованием "транзитного метода". Это позволяет измерить небольшие провалы в освещении звезды, когда планета проходит перед ней. Этот провал более заметен для крупных планет и позволяет нам определить размер планеты.
|
|
|
|
Даже JWST не может отделить эти крошечные планеты от их звезд—хозяев, поскольку они вращаются вокруг своих звезд слишком близко. Но есть способ увидеть атмосферу планеты с помощью этого запутанного света. Когда планета проходит перед своей звездой, часть звездного света проникает через атмосферу планеты, попадая на присутствующие там молекулы газа или атомы, по пути к нам на Землю.
|
|
|
|
Каждый газ по-своему изменяет излучение. Исходя из света, который мы получаем от этой звездной системы, мы можем сделать вывод о том, каков может быть состав ее атмосферы. Это называется спектроскопией пропускания - проверенный метод, который ранее использовался для подтверждения присутствия CO2 в атмосфере экзопланеты.
|
|
|
|
Я являюсь частью международной команды ученых, которые использовали JWST для наблюдения за прохождением L 98-59 d по диску звезды-хозяина. Затем на основе этих наблюдений мы получили спектр пропускания атмосферы экзопланеты. Этот спектр указывает на возможное присутствие атмосферы, наполненной диоксидом серы и сероводородом. Эти результаты опубликованы в Astrophysical Journal Letters.
|
|
|
|
Это открытие стало неожиданностью, поскольку оно резко контрастирует с атмосферами каменистых планет нашей Солнечной системы, где гораздо больше водяного пара и углекислого газа. Атмосфера Земли, например, богата азотом и кислородом, а также незначительным количеством водяного пара. Между тем, Венера имеет плотную атмосферу, в которой преобладает углекислый газ. Даже у Марса разреженная атмосфера, в которой преобладает углекислый газ.
|
|
|
|
Затем мы использовали компьютерные модели, которые учитывают наши представления об атмосферах планет и свете, исходящем от L 98-59 d, чтобы составить потенциальную картину состава атмосферы этой планеты. Отсутствие обычных газов, таких как углекислый газ, и присутствие SO2 и H2S говорит о том, что атмосфера сформирована в результате совершенно иных процессов, чем те, с которыми мы знакомы в нашей солнечной системе. Это указывает на уникальные и экстремальные условия на L 98-59 d, такие как расплавленная или вулканическая поверхность.
|
|
|
|
Для подтверждения присутствия этих газов потребуются дополнительные наблюдения. Наблюдения JWST ранее выявили признаки SO2 на экзопланете, но это был газовый гигант, а не потенциально каменистый мир, такой как L 98-59 d.
|
|
|
|
Экзовулканы?
|
|
|
|
Потенциальное присутствие SO2 и H2S вызывает вопросы об их происхождении. Одной из возможных причин взрыва является вулканизм, вызванный приливным нагревом, очень похожий на то, что наблюдается на спутнике Юпитера Ио. Гравитационное притяжение звезды-хозяина этой планеты растягивает и сжимает ее по мере движения по орбите. Это движение может привести к нагреву центра планеты, расплавлению ее недр и возникновению сильных извержений вулканов и, возможно, даже океанов магмы.
|
|
|
|
В сочетании с близостью к звезде (один год на этой планете составляет семь с половиной земных суток) на поверхности могут быть достигнуты поистине адские температуры. Если будущие наблюдения подтвердят наличие такой атмосферы, это будет не только самая маленькая экзопланета, у которой обнаружена атмосфера, но и важный шаг на пути к пониманию природы таких планет.
|
|
|
|
Обнаружить атмосферу на небольших каменистых планетах исключительно сложно, поскольку планеты очень малы по сравнению со звездами-хозяевами, а также из-за того, что интенсивное излучение звезд-хозяев часто лишает их атмосферы. Эти наблюдения, хотя и увлекательные, были сделаны только во время одного прохождения. Это означает, что инструментальный шум и другие факторы не позволяют нам сделать статистически обоснованные выводы. Будущие наблюдения JWST будут ключевыми для подтверждения или опровержения нашего анализа.
|
|
|
|
L 98-59 d, возможно, и не является кандидатом на существование жизни в том виде, в каком мы ее знаем, но изучение ее сернистой атмосферы и потенциального вулканизма дает ценную информацию о мирах, окружающих другие звезды. Экстремальные миры, подобные этим, помогают нам понять разнообразие эволюции планет по всей галактике.
|
|
|
|
Источник
|
