Дві екзопланети можуть бути “водними світами”

Астрономи виявили докази того, що у двох екзопланет, які обертаються навколо червоного карлика, вода становить більшу частину їхнього об′єму. Розташовані в планетній системі на відстані 218 світлових років у сузір′ї Ліри, вони не схожі на жодну з планет у нашій Сонячній системі.

Про це розповідають в Монреальському університеті, передають OstanniPodii.com.

Докладне дослідження планетної системи, відомої як Kepler-138, було опубліковано 15 грудня в журналі Nature Astronomy.

Воду не було виявлено безпосередньо, але, порівнявши розміри та масу планет з моделями, вчені дійшли висновку, що значна частина їхнього об′єму — до половини — має складатися з матеріалів, які легше за каміння, але важче за водень або гелій (з яких складається основна маса газових планет-гігантів, таких як Юпітер). Найпоширенішим з цих матеріалів-кандидатів є вода.

"Раніше ми вважали, що планети, які трохи більші за Землю, являють собою великі кулі з металу й каменю, як збільшені версії Землі, і тому ми назвали їх суперземлями", - пояснює співавтор дослідження Бьорн Беннеке. "Однак тепер ми показали, що ці дві планети, Kepler-138c і d, зовсім інші за своєю природою: більша частина всього їхнього об′єму, найімовірніше, складається з води. Вперше ми спостерігаємо планети, які можна впевнено ідентифікувати як водні світи — тип планет, про існування якого астрономи припускали вже давно".

Маючи об′єм, що більш ніж утричі перевищує об′єм Землі, і масу, що удвічі більша, планети c і d мають набагато меншу щільність, ніж Земля. Це дивно, тому що більшість планет розміром трохи більшим за Землю, які були детально вивчені досі, уявлялися кам′янистими світами, подібними до нашого. Найближчим порівнянням з цими двома планетами, кажуть дослідники, можуть бути деякі крижані супутники у зовнішній Сонячній системі, які також в основному складаються з води, яка оточує кам′янисте ядро.

"Уявіть собі більші версії Європи або Енцелада, багатих водою супутників, що обертаються навколо Юпітера та Сатурна, але набагато ближче до своєї зірки", - пояснює керівниця дослідження Каролін Піауле. "Замість крижаної поверхні Kepler-138 c і d матимуть велику оболонку з водяної пари".

Дослідники попереджають, що планети можуть не мати океанів, подібних до земних, безпосередньо на поверхні планети. "Температура в атмосферах Kepler-138c і Kepler-138d, імовірно, вища за точку кипіння води, і ми очікуємо, що на цих планетах буде товста, щільна атмосфера, яка складається з пари. Тільки під цією паровою атмосферою потенційно може перебувати рідка вода під високим тиском або навіть вода в іншій фазі, яка виникає за високих тисків, яка називається надкритичною рідиною", - сказала Піауле.

Нещодавно інша команда з Монреальського університету виявила ще одну планету під назвою TOI-1452 b, яка потенційно може бути вкрита океаном рідкої води, але для вивчення її атмосфери й підтвердження наявності океану потрібен космічний телескоп "Джеймс Вебб".

Нова екзопланета в системі

У 2014 році дані космічного телескопа НАСА "Кеплер" дали змогу астрономам оголосити про виявлення трьох планет, що обертаються навколо Kepler-138, зірки-червоного карлика в сузір′ї Ліри. Підставою для цього послужив помітний провал у зоряному світлі, коли планета проходила повз свою зірку — транзит.

Беннеке та його колега Діана Драгомир з Університету Нью-Мексико запропонували ідею повторного спостереження за планетною системою за допомогою космічних телескопів "Габбл" і "Спітцер" у 2014-2016 роках, щоб зловити більше транзитів Kepler-138d, третьої планети в системі, для вивчення її атмосфери.

Хоча попередні спостереження космічного телескопа НАСА "Кеплер" показали тільки транзити трьох малих планет навколо Kepler-138, Піауле та її команда були здивовані, виявивши, що спостереження "Габбла" та "Спітцера" вказують на наявність четвертої планети в системі, Kepler-138e.

Ця нещодавно виявлена планета має невеликі розміри й розташована далі від своєї зірки, ніж три інші, а її орбіта займає 38 днів. Планета знаходиться у жилій зоні своєї зірки - помірному регіоні, де планета отримує необхідну кількість тепла від своєї прохолодної зірки, щоб не бути ні занадто гарячою, ні занадто холодною для існування рідкої води.

Однак питання про природу цієї додаткової, нещодавно знайденої планети залишається відкритим, оскільки вона, схоже, не проходить повз свою зірку-господаря. Спостереження за транзитом екзопланети дозволило б астрономам визначити її розмір.

Тепер, коли Kepler-138e перебуває в полі зору, маси раніше відомих планет було знову виміряно за допомогою методу варіації часу транзиту, що полягає у відстеженні невеликих змін у точних моментах транзитів планет перед своєю зіркою, спричинених гравітаційним тяжінням інших прилеглих планет.

Дослідники піднесли ще один сюрприз: вони виявили, що два потенційні водні світи Kepler-138c і d є планетами-близнюками, що мають практично однаковий розмір і масу, тоді як раніше вважали, що вони кардинально відрізняються одна від одної. Ближчу планету Kepler-138b, з іншого боку, підтверджено як невелику планету з масою Марса, одну з найменших екзопланет, відомих на сьогодні.

"Коли наші прилади й технології стануть досить чутливими, щоб знаходити й вивчати планети, які перебувають далі від своїх зірок, ми, можливо, почнемо знаходити набагато більше водних світів, подібних до Kepler-138 c і d", - підсумував Беннеке.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.