|
Расшифровали загадочную атмосферу экзопланеты
|
|
|
|
Исследование, проведенное Юго-Западным исследовательским институтом, смоделировало химический состав TOI-270 d, экзопланеты размером между Землей и Нептуном, и нашло доказательства того, что это может быть гигантская скалистая планета, окутанная плотной и горячей атмосферой. TOI-270 d находится всего в 73 световых годах от Земли и может послужить "Розеттским камнем" для изучения целого класса новых планет.
|
|
|
|
Экзопланеты вращаются вокруг звезд за пределами нашей Солнечной системы. Субнептуновые планеты - это планеты размером от самой большой каменистой планеты нашей Солнечной системы, Земли, до самого маленького газового гиганта, Нептуна.
|
|
|
|
"Природа субнептуновых объектов - одна из самых обсуждаемых тем в экзопланетной науке", - сказал доктор Кристофер Глейн из SwRI, первый автор статьи, принятой к публикации в Astrophysical Journal и доступной на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
"Эти субнептуновые объекты являются самыми крупными планетами в галактике, однако в нашей Солнечной системе их нет. Они экзотичны. Субнептуновые объекты умеренного пояса представляют еще больший интерес, поскольку некоторые из них могут быть пригодны для жизни".
|
|
|
|
|
|
|
Ученые предположили, что субнептуновые экзопланеты, вращающиеся в обитаемой зоне, где на поверхности планет может существовать жидкая вода, могут быть массивными океаническими мирами с тонкой, богатой водородом атмосферой, называемыми "гайсеанскими" (водородно-океаническими) мирами. Например, планета K2-18b считалась миром Хайса. Однако недавние данные космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), полученные с TOI-270 d, показывают, что более простая модель, основанная на скалистых недрах гигантской (Суперземли), окутанных плотной и горячей атмосферой, может лучше объяснить эти данные.
|
|
|
|
"Поиск пригодных для жизни миров продолжается. Первые данные о TOI-270 d, собранные Бьорном Беннеке и его командой, являются революционными", - сказал Глейн.
|
|
|
|
"Я был потрясен уровнем детализации, который они извлекли из атмосферы такой маленькой экзопланеты, что дает невероятную возможность узнать историю совершенно чужой планеты. Обнаружив такие молекулы, как углекислый газ, метан и вода, мы могли бы начать заниматься геохимией, чтобы узнать, как сформировался этот необычный мир".
|
|
|
|
Аппарат JWST НАСА обнаружил газы, температура которых превышает 1000 градусов по Фаренгейту — выше, чем на поверхности Венеры. Новая геохимическая модель показывает, как газы проходят процесс уравновешивания при таких температурах и затем поднимаются вверх, где JWST может их обнаружить.
|
|
|
|
"Хотя нас немного разочаровывает тот факт, что TOI-270 d вряд ли пригодна для жизни, эта планета по-прежнему предоставляет фантастическую возможность исследовать альтернативные пути происхождения и эволюции планет", - сказал Глейн. "Мы узнаем гораздо больше о безумных конфигурациях планет, которые придумывает природа".
|
|
|
|
Ученые были озадачены отсутствием аммиака в атмосферах субнептуновых зон с умеренным климатом. Предыдущие модели предполагали, что аммиак должен образовываться в плотных, горячих атмосферах, богатых газообразным водородом.
|
|
|
|
В этой новой работе представлен комплексный подход к объяснению того, как аммиак истощается в результате сочетания планетарных процессов, включая высокотемпературное образование газообразного азота и растворение аммиака в перегретом океане расплавленной породы на поверхности планеты. Команда Глейна также обнаружила, что сама планета, вероятно, бедна азотом, поскольку твердые строительные блоки планет, такие как хондритные метеориты, обычно бедны азотом.
|
|
|
|
"Я вижу много параллелей между планетологией и биологией", - сказал Глейн. "Основной набор строительных блоков и правил взаимодействия приводит к взрыву разнообразных форм. Мы начинаем замечать, что часть этого разнообразия проявляется в композиционных особенностях JWST".
|
|
|
|
Это исследование демонстрирует, что геохимия экзопланет в настоящее время приближается к уровню сложности, сравнимому с тем, который достигнут в нашей Солнечной системе. Геохимические инструменты, разработанные для Солнечной системы, теперь могут быть применены к атмосферам экзопланет. Эти исследования дают новое представление об атмосферных температурах, возможных океанах магмы и происхождении атмосфер планет.
|
|
|
|
"Мы хотели составить более полную картину внутреннего устройства и истории экзопланет, подойдя к проблеме с разных сторон", - сказал Глейн. "Насколько я знаю, в последний раз мы обнаружили более 5800 подтвержденных экзопланет. TOI-270 d - лишь одна из них. Будет очень интересно посмотреть, что приготовила для нас следующая экзопланета."
|
|
|
|
Источник
|
