Астрономы обнаружили две «пухлые» экзопланеты мини-Нептуна: они теряют свою атмосферу и превращаются в суперземли

Так называемые мини-Нептуны с большими каменистыми ядрами, окруженными толстыми слоями газа, представляют собой меньшие и более плотные версии восьмой планеты от Солнца в нашей Солнечной системе.

Эксперты обнаружили две экзопланеты «мини-Нептун», которые теряют атмосферу. Миры на расстоянии до 103 световых лет, вероятно, превращаются в «суперземли». Излучение звезд двух планет разрушает их «пухлую» атмосферу. Астрономы сравнили выход горячего газа с паром из котла с кипящей водой. Астрономы обнаружили две экзопланеты «мини-Нептун», которые теряют свою атмосферу, «как пар из котла с кипящей водой», пишет dailymail.co.uk.

Эксперты говорят, что миры, вероятно, превращаются в «суперземли», потому что излучение ближайших звезд уносит их «пухлую» атмосферу и вынуждает горячий газ улетучиваться.

Так называемые мини-Нептуны с большими каменистыми ядрами, окруженными толстыми слоями газа, представляют собой меньшие и более плотные версии восьмой планеты от Солнца в нашей Солнечной системе.

Это один из двух типов обычно наблюдаемых экзопланет, которые попадают в категорию небольших каменистых миров, которые вращаются близко к своим звездам.

В чем разница между суперземлями и мини-нептунами?

Так называемые мини-Нептуны — это один из двух типов обычно наблюдаемых экзопланет, которые попадают в категорию небольших каменистых миров, которые вращаются близко к своим звездам.

Другой — суперземли, которые могут быть в 1,75 раза больше нашей планеты, в то время как мини-Нептуны, как правило, в два-четыре раза больше Земли.

С тех пор, как в середине 1990-х годов были обнаружены первые экзопланеты, вращающиеся вокруг солнцеподобных звезд, были обнаружены тысячи других.

Однако из тех меньших каменистых миров, которые вращаются близко к своей звезде, было обнаружено несколько планет размером между суперземлями и мини-нептунами.

Исследователи из Калифорнийского технологического института заявили, что одно из возможных объяснений этого разрыва заключается в том, что мини-Нептуны превращаются в суперземли.

Другой — суперземли, которые могут быть в 1,75 раза больше нашей планеты, в то время как мини-Нептуны, как правило, в два-четыре раза больше Земли.

Ни один из типов планет не встречается в нашей Солнечной системе.

Мини-миры Нептуна, обнаруженные в последнем исследовании, проведенном Калифорнийским технологическим институтом (Калифорнийский технологический институт), находятся в звездных системах на расстоянии 103 и 73 световых года соответственно.

Астрономы использовали обсерваторию WM Keck на вершине Маунакеа на Гавайях для изучения двух мини-Нептунов в звездной системе TOI 560 и культовый космический телескоп Хаббла, чтобы посмотреть на другую пару, вращающуюся вокруг HD 63433.

Их результаты показывают, что атмосферный газ выходит из самого внутреннего мини-Нептуна в TOI 560, называемого TOI 560.01, и из самого внешнего мини-Нептуна в HD 63433, называемого HD 63433 c.

Исследователи считают, что это может означать, что обе планеты превращаются в суперземли.

«Большинство астрономов подозревали, что у молодых маленьких мини-Нептунов должна быть испаряющаяся атмосфера», — сказал Майкл Чжан, ведущий автор обоих исследований и аспирант Калифорнийского технологического института.

Но никто никогда не ловил ни одного в процессе этого до сих пор.

Удивительно, говорят исследователи, они также обнаружили, что газ вокруг TOI 560.01 убегал преимущественно к ближайшей звезде.

«Это было неожиданно, так как большинство моделей предсказывают, что газ должен утекать от звезды», — сказала профессор Хизер Кнутсон, соавтор исследования.

«Нам еще многое предстоит узнать о том, как эти оттоки работают на практике».

С тех пор, как в середине 1990-х годов были обнаружены первые экзопланеты, вращающиеся вокруг солнцеподобных звезд, были обнаружены тысячи других.

Однако из тех меньших каменистых миров, которые вращаются близко к своей звезде, было обнаружено несколько планет размером между суперземлями и мини-нептунами.

Одно из возможных объяснений этого разрыва заключается в том, что мини-Нептуны превращаются в суперземли, считают исследователи.

Считается, что мини-Нептуны окружены первичными атмосферами, состоящими из водорода и гелия.

Водород и гелий остались от образования центральной звезды, которая рождается из газовых облаков.

Ученые считают, что если мини-Нептун достаточно мал и находится достаточно близко к своей звезде, звездное рентгеновское и ультрафиолетовое излучение могут лишить его первичной атмосферы в течение сотен миллионов лет. Недавно запущенный космический телескоп Джеймса Уэбба поможет изучить экзопланеты «суперземли».

Космический телескоп Джеймса Уэбба направит свое зеркало на «суперземные» экзопланеты и горячие каменистые миры, поскольку эти типы планет не встречаются в Солнечной системе.

Телескоп размером с теннисный корт, также известный как JWST, был запущен в Рождество с объекта Европейского космического агентства (ЕКА) во Французской Гвиане и, наконец, прибыл в пункт назначения в миллионе миль от Земли 24 января.

Следующие шесть месяцев Уэбб проведет на охлаждении и калибровке, при этом каждый из 18 отдельных сегментов зеркала будет «идеально выровнен».

Как только это будет завершено, значительная часть его первого года наблюдений будет посвящена изучению экзопланет — миров, вращающихся вокруг далеких звезд.

Среди первых проектов будет исследование 11 «суперземель», то есть планет, которые по размеру находятся где-то между Землей и Нептуном.

Это важные объекты для наблюдения, так как ни один из них не находится в нашей собственной Солнечной системе, но они относительно распространены в других местах Млечного Пути.

Это оставило бы после себя каменистую суперземлю со значительно меньшим радиусом, которая теоретически могла бы по-прежнему сохранять относительно тонкую атмосферу, подобную той, что окружает нашу собственную планету.

«Планета в промежутке будет иметь достаточно атмосферы, чтобы увеличить свой радиус, что заставит ее перехватывать больше звездного излучения и, таким образом, приведет к быстрой потере массы», — сказал Чжан.

— Но атмосфера настолько разрежена, что быстро теряется. Вот почему планета не может оставаться в промежутке долго».

Другие исследования предполагали, что меньшие каменистые планеты могли вообще никогда не иметь газовых оболочек, а скорее мини-Нептуны могли быть водными мирами, не окруженными водородом.

Однако это последнее открытие двух мини-Нептунов с покидающими их атмосферами является первым прямым доказательством в поддержку теории о том, что мини-Нептуны действительно превращаются в суперземли.

Астрономы смогли обнаружить ускользающие атмосферы, наблюдая за тем, как мини-Нептуны пересекают свои звезды-хозяева.

Планеты нельзя увидеть напрямую, но когда они проходят перед своими звездами, если смотреть с нашей точки зрения на Земле, телескопы могут отслеживать поглощение звездного света атомами в атмосферах планет.

В случае с мини-нептуном TOI 560.01 исследователи обнаружили следы гелия.

Для звездной системы HD 63433 команда обнаружила признаки водорода на самой удаленной из изученных ими планетах, названных HD 63433 c, но не на внутренней планете, HD 63433 b.

«Внутренняя планета, возможно, уже потеряла свою атмосферу», — сказал Чжан.

Скорость газов свидетельствует о том, что атмосферы улетучиваются.

Было обнаружено, что гелий вокруг TOI 560.01 движется со скоростью 44 700 миль в час (20 км / с), а водород вокруг HD 63433 c - со скоростью 111 840 миль в час (50 км / с).

Гравитация этих мини-Нептунов недостаточно сильна, чтобы удерживать такой быстро движущийся газ.

Масштабы истечения вокруг планет также указывают на ускользающие атмосферы: газовый кокон вокруг TOI 560.01 как минимум в 3,5 раза больше радиуса планеты, а кокон вокруг HD 63433 c как минимум в 12 раз больше.

Наблюдения также показали, что газ, потерянный из TOI 560.01, течет к звезде.

По словам исследователей, будущие наблюдения за другими мини-Нептунами должны показать, является ли TOI 560.01 аномалией или более распространенным явлением является движущийся внутрь атмосферный поток.

«Как исследователи экзопланет, мы научились ожидать неожиданного», — сказал Натсон.

«Эти экзотические миры постоянно удивляют нас новой физикой, которая выходит за рамки того, что мы наблюдаем в нашей Солнечной системе».

Исследование было опубликовано в двух отдельных статьях в The Astronomical Journal. Ученые изучают атмосферу далеких экзопланет с помощью огромных космических спутников, таких как Хаббл.

Далекие звезды и планеты, вращающиеся вокруг них, часто имеют условия, не похожие ни на что, что мы видим в нашей атмосфере.

Чтобы понять эти новые миры и то, из чего они сделаны, ученым необходимо определить, из чего состоит их атмосфера.

Они часто делают это с помощью телескопа, похожего на телескоп НАСА «Хаббл».

Эти огромные спутники сканируют небо и захватывают экзопланеты, которые, по мнению НАСА, могут представлять интерес.

Здесь датчики на борту выполняют различные формы анализа.

Один из наиболее важных и полезных методов называется абсорбционной спектроскопией.

Эта форма анализа измеряет свет, исходящий из атмосферы планеты.

Каждый газ поглощает свет с разной длиной волны, и когда это происходит, в полном спектре появляется черная линия.

Эти линии соответствуют очень специфической молекуле, что указывает на ее присутствие на планете.

Их часто называют линиями Фраунгофера в честь немецкого астронома и физика, впервые обнаружившего их в 1814 году.

Комбинируя световые волны с различной длиной волны, ученые могут определить все химические вещества, из которых состоит атмосфера планеты.

Ключ в том, что то, чего не хватает, дает ключ к разгадке того, что присутствует.

Жизненно важно, чтобы это делалось с помощью космических телескопов, так как тогда мешала бы атмосфера Земли.

Поглощение химическими веществами в нашей атмосфере может исказить образец, поэтому важно изучить свет до того, как он достигнет Земли.

Это часто используется для поиска гелия, натрия и даже кислорода в инопланетных атмосферах.
Добавьте новости «Курьер.Среда» в избранное ⭐ – и Google будет показывать их выше остальных.

Партнерские материалы