|
Экзопланета размером с Сатурн и земной температурой
|
|
|
|
Согласно новому исследованию, проведенному с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) НАСА, атмосфера планеты размером примерно с Сатурн, но с температурой, более близкой к земной, богата метаном.
|
|
|
|
В отличие от газовых гигантов — Юпитера и Сатурна — в Солнечной системе Земли, которые удалены от Солнца и, следовательно, чрезвычайно холодны, и так называемых "горячих юпитеров" - планет—гигантов за пределами Солнечной системы, которые раскалены из—за своей близости к звездам, вокруг которых они вращаются, - планета едина. одна из немногих известных планет-гигантов с умеренным климатом и первая, атмосфера которой была проанализирована.
|
|
|
|
По мнению исследовательской группы, новые сведения о составе атмосферы планеты послужат основой для моделей формирования и эволюции планет и могут улучшить понимание астрономами того, как устроена атмосфера Земли.
|
|
|
|
Статья, описывающая исследование, проведенное группой исследователей во главе с астрономами из университета Пенсильвании и Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в Калифорнийском технологическом институте, была опубликована в журнале Astronomical Journal.
|
|
|
|
|
|
|
История возникновения экзопланет и контекст открытия
|
|
|
|
"Одним из главных преимуществ изучения планет за пределами нашей Солнечной системы, известных как экзопланеты, является возможность изучать множество различных типов планет, особенно тех, которые мы не видим в Солнечной системе, чтобы узнать о том, как формируются и эволюционируют планетные системы", — сказал Реньюй Ху, доцент кафедры астрономии. профессор астрономии и астрофизики в научном колледже Эберли штата Пенсильвания и руководитель исследовательской группы.
|
|
|
|
"С тех пор как в 1992 году команда, в которую входил Александр Вольшан из университета Пенсильвании, обнаружила первую экзопланету, астрономы обнаружили тысячи экзопланет. Но известно всего несколько гигантских экзопланет с умеренным климатом, и это первый случай, когда мы смогли детально изучить атмосферу одной из них".
|
|
|
|
Гигант умеренного климата размером с Сатурн
|
|
|
|
Планета, получившая название TOI-199b, обращается вокруг звезды, которая находится на расстоянии более 330 световых лет от Земли, примерно каждые сто дней. Его температура составляет около 175 градусов по Фаренгейту, что, с точки зрения человека, все еще довольно жарко, но не намного превышает рекордную температуру на Земле, которая составляет около 134 градусов. Ее легко достичь, например, на приборных панелях автомобилей, припаркованных под прямыми солнечными лучами. Здесь значительно более умеренный климат, чем на горячих Юпитерах, температура на которых может достигать тысяч градусов, и на холодных газовых гигантах Солнечной системы, температура которых на сотни градусов ниже нуля.
|
|
Как JWST исследует инопланетные атмосферы
|
|
|
|
Чтобы охарактеризовать атмосферу экзопланеты, астрономы используют метод, называемый спектроскопией пропускания, для анализа света звезды, проходящего через атмосферу планеты. Для этого орбита планеты должна быть выровнена таким образом, чтобы она проходила между звездой и телескопом.
|
|
|
|
Приборы, установленные на JWST, разделяют свет звезды на составляющие его длины волн, подобно тому, как призма может разделить обычный белый свет на цвета радуги.
|
|
|
|
"Когда планета проходит перед своей звездой, часть света звезды проходит через атмосферу планеты, где он взаимодействует с элементами и молекулами в атмосфере", - сказал Аарон Белло-Аруфе, научный сотрудник JPL и первый автор статьи.
|
|
|
|
"Определенные элементы будут поглощать свет определенной длины волны, создавая отпечаток в спектре света, который обнаруживает JWST и который отражает состав атмосферы".
|
|
|
|
Спектр во время прохождения сравнивается с базовыми измерениями свечения звезды, полученными в ходе примерно 20 часов последовательных наблюдений JWST. Само прохождение длится около семи часов, что намного дольше, чем прохождение горячих Юпитеров, которое может составлять час или меньше.
|
|
|
|
Исследователи объяснили, что различия между базовым и транзитным спектрами показывают, какие длины волн света поглощаются атмосферой планеты и используются для идентификации элементов и молекул, из которых состоит атмосфера.
|
|
|
|
Признаки метана и других возможных газов
|
|
|
|
"Когда мы сравнили спектры во время перехода к базовой линии, мы увидели, что атмосфера блокирует длины волн звездного света, поглощаемого метаном", - сказал Белло-Аруфе. "Модели состава экзопланет - газовых гигантов с умеренным климатом предсказывали, что они будут содержать метан, поэтому приятно получить подтверждение точности наших теорий".
|
|
|
|
В дополнение к метану, наблюдения команды показали, что атмосфера также содержит аммиак и углекислый газ.
|
|
|
|
Что это значит для планетарной науки
|
|
|
|
"Проведя дополнительные наблюдения за этой планетой, мы смогли бы установить относительное содержание этих различных газов в ее атмосфере", - сказал Ху.
|
|
|
|
"Эта более полная картина атмосферы умеренного газового гиганта затем может быть использована для улучшения наших моделей и, возможно, лучшего понимания того, как формируются и эволюционируют планеты и их атмосферы, в том числе и для Земли.
|
|
|
|
"Успех этого первого исследования атмосферы планеты-гиганта с умеренным климатом также вселяет в нас уверенность в том, что мы выделим больше ресурсов и времени на наблюдения для изучения других подобных планет. Тогда мы сможем понять, уникальна ли эта планета или есть общие характеристики для планет такого типа".
|
|
|
|
Источник
|
