|
Пять новых планет и борьба за их атмосферы
|
|
|
|
Одной из основных задач космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) является обнаружение атмосферы вокруг экзопланет, чтобы попытаться выяснить, могут ли они потенциально поддерживать жизнь. Но для того, чтобы сделать это, ученые должны знать, где искать, и у экзопланеты действительно должна быть атмосфера.
|
|
|
|
Хотя в настоящее время ученым известно местоположение около 6000 экзопланет, они также полагают, что у многих из них нет атмосферы, а из тех, что есть, многие на самом деле не имеют размеров Земли. И многие из них расположены вокруг звезд, которые слишком ярки для того, чтобы в наши телескопы можно было увидеть их атмосферу. Все эти ограничения означают, что, в конечном счете, даже при наличии 6000 потенциальных кандидатов, число звезд размером с Землю, у которых мы могли бы найти атмосферу, относительно невелико.
|
|
|
|
Итак, новая статья Джонатана Баррьентоса из Калифорнийского технологического института и его соавторов, доступная на сервере препринтов arXiv, в которой описываются пять новых экзопланет, вращающихся вокруг звезд типа M-карликов, две из которых могут иметь атмосферу, - это большая новость как для астробиологов, так и для охотников за экзопланетами.
|
|
|
|
Спутник для исследования транзитных экзопланет (TESS) обнаружил эти пять кандидатов, но для их "подтверждения" требуется дополнительная работа, о которой впервые сообщается в этой новой статье. Когда TESS обнаруживает потенциально интересный сигнал, его операторы публикуют предупреждение TESS Object of Interest (TOI), которое уведомляет общественность о новом кандидате на открытие экзопланеты. Для подтверждения наличия такого кандидата обычно требуются дополнительные наблюдения, такие как транзитная фотометрия или, возможно, даже получение изображений с высоким разрешением.
|
|
|
|
|
|
|
Исследование этих планет было действительно коллективной работой, в которой использовались данные по меньшей мере с девяти различных телескопов, включая обсерваторию Кек II и телескоп Хейла. Все эти данные подтвердили существование пяти планет в четырех отдельных системах — в одной системе было две планеты, которые находились в резонансе друг с другом. Четыре из них были "Суперземлями" размером от 1,28 до 1,56 раз больше нашей планеты, в то время как другая, известная как TOI-5716b, была размером почти с Землю.
|
|
|
|
Одним из главных отличий нашей родной планеты от тех, что находятся вокруг далеких звезд, является период обращения вокруг них. Они варьировались от 0,6 до 11,5 дней, что, очевидно, абсурдно быстро, но вполне нормально для большинства современных кандидатов в экзопланеты, учитывая ограниченное количество времени, которое телескоп может уделить их изучению. Но, возможно, более важно то, что все они расположены вокруг звезд-карликов.
|
|
|
|
Это важно по двум причинам. Во-первых, М-карлики относительно тусклые, а это значит, что телескопам, таким как космический телескоп Джеймса Уэбба, гораздо проще блокировать свет звезды при попытке обнаружить атмосферу. Но, с другой стороны, они также печально известны своей изменчивостью, с мощными рентгеновскими и ультрафиолетовыми вспышками, которые могут "смести песком" атмосферу планеты, если они окажутся слишком близко к звезде.
|
|
|
|
Ученые объясняют этот эффект пескоструйной обработки, оценивая "космическую береговую линию". Она представляет собой зависимость между "инсоляцией" (т.е. солнечным светом/излучением), которую получает планета, и ее гравитацией. Более высокая инсоляция способствует более быстрому удалению атмосферы с планет. Но большая масса позволяет планете сильнее удерживать свою атмосферу. На этом графике зависимости инсоляции от силы тяжести показана очень четкая линейная линия, которую ученые назвали космической береговой линией.
|
|
|
|
В статье пять планет фактически разделены на три категории. Три из этих планет очень четко расположены "над" космической береговой линией, что означает, что энергия их звезд, вероятно, уничтожила все атмосферы, которые у них могли быть. Четвертая планета, TOI-5736b, у которой самый короткий период жизни, относится к особой категории, поскольку, хотя она получает тонны радиации, ее большой радиус и масса означают, что она может, по крайней мере теоретически, поддерживать богатую летучими веществами (то есть тяжелую) атмосферу просто потому, что она он такой большой.
|
|
|
|
Остается одна выдающаяся экзопланета TOI-5728b. Несмотря на то, что она вращается вокруг активной звезды-карлика класса M, атмосферы на этой экзопланете, по-видимому, достаточно, чтобы удерживать ее. В сочетании с тем фактом, что М-карлики очень тусклые, эта планета является отличным кандидатом для наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) с целью прямого обнаружения в атмосфере.
|
|
|
|
Однако, учитывая, что орбитальный период составляет 11,5 суток, вероятность того, что на этой недавно подтвержденной планете есть какая-либо сложная жизнь, невелика. Но некоторые экстремофилы потенциально могут выжить, если их должным образом защитить. Мы не узнаем, пока не посмотрим, и этот путь от открытия TOI к подтверждению и характеристике, а затем к окончательному наблюдению в одной из самых востребованных обсерваторий мира - это именно то, как должна работать наука.
|
|
|
|
Может пройти некоторое время, прежде чем JWST, который, очевидно, очень занят, сможет обратить свое внимание на эту конкретную планету. Однако в конечном итоге мы должны получить некоторые данные о ее атмосфере, которые заинтересуют как планетологов, так и астробиологов. Им просто придется подождать еще немного, пока колеса науки будут продолжать вращаться.
|
|
|
|
Источник
|
