“Уэбб” сделал ближайший взгляд на загадочную планету

Команда ученых получила новое представление об атмосфере "мини-Нептуна" — представителя распространенного в галактике класса планет, но о которых нам мало что известно.

Об этом рассказывают в Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА, передают OstanniPodii.com.

Космический телескоп "Джеймс Уэбб" наблюдал далекую планету, которая не похожа на любую в нашей Солнечной системе, чтобы показать, что вероятнее всего это мир с высоким уровнем светоотражения и паровой атмосферой. Получен ближайший взгляд на загадочный мир, "мини-Нептун", который был практически непроницаемым для предыдущих наблюдений.

И хотя планета, называемая GJ 1214 b, слишком горячая, чтобы на ней могли существовать океаны с жидкой водой, вода в парообразной форме все же может быть основной частью ее атмосферы.

"Планета полностью покрыта какой-то дымкой или слоем облаков", - говорит Элиза Кемптон, исследовательница из Университета Мэриленда и ведущий автор новой работы о планете, опубликованной в журнале Nature. "Атмосфера просто оставалась полностью скрытой от нас до этого наблюдения".

Кэмптон отметила, что если планета действительно богата водой, то во время своего формирования она могла быть "водным миром" с большим количеством водного и ледяного материала.

Чтобы проникнуть через такой толстый барьер, исследовательская группа рискнула применить новый подход: кроме стандартных наблюдений -- захвата света звезды-хозяина, прошедшего через атмосферу планеты, -- они проследили за GJ 1214 b на протяжении почти всей её орбиты вокруг звезды.

Это наблюдение демонстрирует возможности Инструмента среднего инфракрасного диапазона (MIRI) "Уэбба", рассматривающего длины волн света за пределами той части электромагнитного спектра, которую видят человеческие глаза. Используя MIRI, исследовательская группа смогла создать своеобразную "тепловую карту" планеты по мере ее движения по орбите звезды. Как раз перед тем, как орбита планеты отнесла её за звезду, и когда она появилась с другой стороны, тепловая карта показала дневную и ночную стороны планеты, раскрывая детали состава атмосферы.

"Возможность получить полную орбиту была очень важна для понимания того, как планета распределяет тепло от дневной стороны к ночной", - говорит Кэмптон. "Существует большой контраст между днем и ночью. Ночная сторона холоднее, чем дневная". Фактически, температура сместилась с 279 до 165 градусов по Цельсию.

Такое большое смещение возможно только в атмосфере, состоящей из более тяжелых молекул, таких как вода или метан, которые выглядят похожими при наблюдении MIRI. Это означает, как указывает Кэмптон, что атмосфера GJ 1214 b не состоит по большей части из более легких молекул водорода, что является потенциально важным ключом к истории и формированию планеты -- и, возможно, к её водному началу.

"Это не первоначальная атмосфера", - сказала исследовательница. "Она не отражает состав звезды-хозяина, вокруг которой она сформировалась. Вместо этого она либо потеряла много водорода, если начинала с атмосферы, богатой водородом, либо изначально была сформирована из более тяжелых элементов -- более ледяного, богатого водой материала".

Прохладнее, чем ожидалось

И хотя планета горячая по человеческим меркам, она гораздо холоднее, чем ожидалось, отметила Кэмптон. Это потому, что её необычно блестящая атмосфера, что стало неожиданностью для исследователей, отражает большую часть света от родительской звезды, а не поглощает его и не нагревается.

Новые наблюдения могут открыть дверь к более глубоким знаниям о типе планет, окутанном неопределенностью. Мини-Нептуны -- или суб-Нептуны, как они названы в работе -- являются самым распространенным типом планет в галактике, но загадочным для нас, поскольку они не встречаются в нашей Солнечной системе. Пока что измерения показывают, что они в целом похожи, скажем, на уменьшенную версию нашего Нептуна. Но об этом мало что известно.

"За последние почти десять лет единственное, что мы действительно знали об этой планете, это то, что ее атмосфера была облачной или туманной", - сказал Роб Зеллем, исследователь экзопланет в JPL. "Эта работа имеет очень хорошие последствия для дополнительных детальных интерпретаций климата -- для изучения детальной физики, происходящей внутри атмосферы этой планеты".

Новая работа позволяет предположить, что планета могла сформироваться вдали от своей звезды, известной как красный карлик, а затем постепенно приблизиться по спирали внутрь и выйти на свою нынешнюю близкую орбиту. Год планеты -- один оборот вокруг звезды -- занимает всего 1,6 земных суток.

"Самое простое объяснение, если вы находите очень богатую водой планету, заключается в том, что она сформировалась дальше от звезды-хозяина", - говорит Кэмптон.

Потребуются дальнейшие наблюдения, чтобы узнать больше деталей о GJ 1214 b, а также историю формирования других планет класса мини-Нептун. Хотя для этой планеты вероятна водянистая атмосфера, не исключено наличие значительного метанового компонента. Для того, чтобы сделать более широкие выводы о том, как формируются мини-Нептуны, нужно провести углубленное наблюдение за большим их количеством.

"Наблюдая целую популяцию подобных объектов, мы, надеюсь, сможем выстроить последовательную историю", - сказала Кэмптон.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.