Насыщенная серой атмосфера, обнаруженная на газовой экзопланете GJ 3470 b (показана здесь на иллюстрации, вращающейся вокруг своей звезды в созвездии Рака), может помочь исследователям выяснить, как она (и подобные планеты) образовалась. Информация от:: Университет Висконсина-Мэдисона.
Удивительная желтая дымка диоксида серы в атмосфере газовой «карликовой» экзопланеты, находящейся примерно в 96 световых годах от нашей солнечной системы, делает планету главной целью для ученых, пытающихся понять, как формируются миры.
Астрономы обнаружили планету GJ 3470 b в 2012 году, когда тень планеты пересекла звезду, вокруг которой она вращается. GJ 3470 b находится в созвездии Рака, его размер примерно в два раза меньше Нептуна, а масса в 10 раз больше массы Земли. За прошедшие годы исследователи собрали данные о планете с помощью космических телескопов «Хаббл» и «Спитцер», кульминацией которых стала пара недавних наблюдений с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба.
Планеты за пределами нашей солнечной системы, называемые экзопланетами, такие как GJ 3470 b, являются интересными объектами для исследователей, изучающих, как создаются планеты. В идеале астрономы улавливают свет звезды, которая сияет через край атмосферы планеты. Это позволяет им собирать данные о компоненте света или его спектре, показания которого отмечены пиками и провалами, характерными для интересных молекул, обнаруженных в этой атмосфере.
«Дело в том, что все смотрят на эти планеты и часто видят плоские линии», — говорит профессор астрономии Университета Висконсин-Мэдисон Томас Битти. «Но когда мы посмотрели на эту планету, мы действительно не увидели ровной линии».
Они увидели доказательства присутствия воды, углекислого газа, метана и диоксида серы, выводы Битти представил сегодня в Мэдисоне на 244-м собрании Американского астрономического общества и которые он вскоре опубликует в Astrophysical Journal Letters с соавторами из Университета штата Аризона, Университета Аризоны, Исследовательского центра Эймса НАСА и других организаций. Статья доступна на сервере препринтов arXiv.
GJ 3470 b — самая легкая и холодная (со средней температурой всего 325 градусов по Цельсию или более 600 градусов по Фаренгейту) экзопланета, на которой находится диоксид серы. Это соединение, вероятно, является признаком бурных химических реакций в атмосфере планеты, возникающих, когда излучение близлежащей звезды разрывает компоненты сероводорода, которые затем отправляются на поиски новых молекулярных партнеров.
«Мы не думали, что увидим диоксид серы на таких маленьких планетах, и интересно видеть эту новую молекулу в месте, которого мы не ожидали, поскольку это дает нам новый способ выяснить, как образовались эти планеты», — говорит Битти, который до того, как поступить на факультет Университета Вашингтона в Мэдисоне, работал ученым-инструментальщиком на космическом телескопе Джеймса Уэбба. «И малые планеты особенно интересны, потому что их состав действительно зависит от того, как происходил процесс формирования планет».
Предсказание этого процесса является одним из направлений исследований Битти. Это немного похоже на слежку за пекарем только в начале его работы, а затем снова, когда уже почти подошло время десерта.
«На нашем столе разложены все ингредиенты, из которых состоит торт, и у нас есть готовый торт», — говорит он. «Теперь можем ли мы выяснить рецепт — этапы, которые превратили сырье в конечный продукт, — измеряя, что находится в торте».
Астрономы, подобные Битти, надеются, что они смогут сделать именно это: выяснить рецепт формирования планет, глядя на то, что находится на экзопланетах.
«Обнаружение диоксида серы на такой маленькой планете, как GJ 3470 b, дает нам еще один важный элемент в списке ингредиентов, образующих планету», — говорит Битти.
В случае с GJ 3470 b есть и другие интересные особенности, которые могут помочь дополнить этот рецепт. Орбита планеты вокруг своей звезды проходит почти над полюсами звезды, то есть она вращается под углом 90 градусов к ожидаемому пути планет в системе. Кроме того, она находится на удивление близко к звезде, достаточно близко, чтобы свет ее звезды уносил в космос большое количество атмосферы GJ 3470 b. Планета, вероятно, потеряла около 40% своей массы с момента своего образования.
Близкая, смещенная орбита является признаком того, что GJ 3470 b раньше находилась где-то в другом месте своей системы, и в какой-то момент планета запуталась в гравитации другой планеты и была вытянута на новый путь, который в конечном итоге установил ее. в другом районе.
«Эта история миграции, которая привела к этой полярной орбите и потере всей этой массы — это то, чего мы обычно не знаем о других объектах экзопланеты, на которые мы смотрим», — говорит Битти. «Это важные шаги в рецепте создания этой конкретной планеты, и они могут помочь нам понять, как создаются подобные планеты».
Благодаря дальнейшему анализу ингредиентов, которые остаются в атмосфере планеты, и помощи коллег, таких как сотрудники Висконсинского центра исследований происхождения Университета Висконсина в Мэдисоне, которые специализируются на протопланетных дисках и динамике миграции, GJ 3470 b может помочь Битти и другим понять, как планеты как будто это должно быть так аппетитно — по крайней мере, с точки зрения астрономов.
Информация от: Университетом Висконсин-Мэдисон.
