|
Холодная экзопланета на странной орбите
|
|
|
|
Планетарная система, которую исследователи описывают как аномальную, хаотичную и странную, стала более отчетливо видна с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА. Используя камеру Уэбба NIRCam (ближняя инфракрасная камера), исследователи успешно сфотографировали одну из двух известных планет, окружающих звезду 14 Геркулеса, расположенную в 60 световых годах от Земли в нашей галактике Млечный Путь.
|
|
|
|
Экзопланета 14 созвездия Геркулеса является одной из самых холодных, обнаруженных на сегодняшний день. Несмотря на то, что было открыто около 6000 экзопланет, лишь небольшое число из них было сфотографировано непосредственно, и большинство из них очень горячие (думаю, сотни или даже тысячи градусов по Фаренгейту). Новые данные показывают, что температура 14 градусов Цельсия, которая примерно в 7 раз превышает массу планеты Юпитер, составляет 26 градусов по Фаренгейту (минус 3 градуса по Цельсию).
|
|
|
|
Результаты работы команды, охватывающей 14 созвездий Геркулеса, были опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters и были представлены на пресс-конференции во вторник на 246-м заседании Американского астрономического общества в Анкоридже, Аляска.
|
|
|
|
|
|
|
"Чем холоднее экзопланета, тем сложнее ее сфотографировать, так что это совершенно новый метод исследования, который открыл Webb благодаря своей исключительной чувствительности в инфракрасном диапазоне", - сказал Уильям Балмер, соавтор новой статьи и аспирант Университета Джона Хопкинса. "Теперь мы можем добавить в каталог не только горячие, молодые экзопланеты, но и более старые экзопланеты, которые намного холоднее, чем мы непосредственно видели до Уэбба".
|
|
|
|
Полученное Уэббом изображение 14 звезды Геркулеса c также дает представление о планетной системе, не похожей на большинство других, детально изученных Уэббом и другими наземными и космическими обсерваториями. Центральная звезда, 14 Геркулеса, почти похожа на солнце - по возрасту и температуре она похожа на наше собственное солнце, но немного менее массивна и холоднее.
|
|
|
|
В этой системе есть две планеты — 14 Геркулеса b расположена ближе к звезде и закрыта коронографической маской на снимке Уэбба. Эти планеты вращаются вокруг друг друга не в той плоскости, что в нашей солнечной системе. Вместо этого они пересекаются в виде буквы "Х", а звезда находится в центре. То есть плоскости орбит двух планет наклонены друг к другу под углом около 40 градусов. Планеты притягиваются друг к другу, когда обращаются вокруг звезды.
|
|
|
|
Это первый случай, когда было получено изображение экзопланеты в такой неправильно выровненной системе.
|
|
|
|
Ученые разрабатывают несколько теорий, объясняющих, почему планеты в этой системе настолько сбились с пути. Одна из ведущих концепций заключается в том, что планеты рассеялись после того, как третья планета была насильственно выброшена из системы на ранних этапах ее формирования.
|
|
|
|
"На ранней стадии эволюции нашей солнечной системы преобладало движение и притяжение наших собственных газовых гигантов", - добавил Балмер. "Они разбрасывали астероиды и перестраивали другие планеты. Здесь мы видим последствия более жестокого планетарного преступления. Это напоминает нам о том, что нечто подобное могло произойти с нашей собственной солнечной системой и что последствия для таких маленьких планет, как Земля, часто определяются гораздо более значительными силами".
|
|
Понимание характеристик планеты с помощью Вебба
|
|
|
|
Новые данные Уэбба дают исследователям более глубокое представление не только о температуре в 14 градусов Цельсия, но и о других деталях орбиты и атмосферы планеты.
|
|
|
|
Полученные данные указывают на то, что планета находится на расстоянии около 1,4 миллиарда миль от звезды-хозяина по сильно вытянутой эллиптической орбите, или орбите в форме футбольного мяча, что ближе, чем предыдущие оценки. Это примерно в 15 раз дальше от Солнца, чем Земля. В среднем это составило бы 14 Геркулесов с между Сатурном и Ураном в нашей Солнечной системе.
|
|
|
|
Яркость планеты в 4,4 микрона, измеренная с помощью коронографа Уэбба, в сочетании с известной массой планеты и возрастом системы указывают на некоторую сложную динамику атмосферы.
|
|
|
|
"Если планета определенной массы сформировалась 4 миллиарда лет назад, а затем со временем остыла из-за отсутствия источника энергии, поддерживающего ее тепло, мы можем предсказать, насколько горячей она должна быть сегодня", - сказала Даниэлла К. Бардалез Гальюффи из колледжа Амхерст, соавтор статьи с Балмером. "Дополнительная информация, такая как воспринимаемая яркость при прямом изображении, теоретически могла бы подтвердить эту оценку температуры планеты".
|
|
|
|
Однако ожидания исследователей не всегда находят отражение в результатах. При температуре 14°C яркость на этой длине волны слабее, чем ожидалось для объекта такой массы и возраста. Однако исследовательская группа может объяснить это несоответствие. Это называется химией неравновесия углерода, что часто наблюдается у коричневых карликов.
|
|
|
|
"Эта экзопланета настолько холодная, что лучшие сравнения, которые у нас есть и которые хорошо изучены, - это самые холодные коричневые карлики", - объяснил Бардалес Гальюффи. "В этих объектах, как и в случае с 14 градусами Цельсия, мы видим углекислый газ и монооксид углерода, существующие при температурах, при которых мы должны были бы видеть метан. Это объясняется бурлением в атмосфере. Молекулы, образующиеся при более высоких температурах в нижних слоях атмосферы, очень быстро переносятся в холодные верхние слои атмосферы".
|
|
|
|
Исследователи надеются, что полученное Уэббом изображение 14°c созвездия Геркулеса - это только начало нового этапа изучения этой странной системы.
|
|
|
|
Несмотря на то, что маленькая светящаяся точка, полученная Уэббом, содержит множество информации, будущие спектроскопические исследования 14 звезды Геркулеса c могут лучше описать свойства атмосферы этой интересной планеты и помочь исследователям понять динамику и пути формирования системы.
|
|
|
|
Источник
|
