Мне нравится концепция «пухлой» планеты! Обнаруженные экзопланеты, попадающие в эту категорию, обычно имеют тот же размер, что и Юпитер, но составляют 1/10 массы! Они имеют тенденцию вращаться вокруг своей родительской звезды на близких орбитах и являются горячими, но была обнаружена одна из них, отличающаяся от обычной. Считалось, что эта экзопланета массой с Нептун более холодная, но все же имеет меньшую плотность. Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) недавно обнаружил, что приливная энергия его эллиптической орбиты заставляет его внутреннюю часть перемешиваться и выбрасывать ее наружу.
WASP-107b составляет более трех четвертей объема Юпитера, но, как и большинство пушистых планет, имеет одну десятую массы, что делает ее одной из наименее плотных известных планет. Однако его необычное свойство заключается в том, что, хотя большинство пухлых планет горячие, WASP-107b относительно прохладная. Это противоречит первоначальным наблюдениям, которые также предполагали, что из-за его массы, радиуса и возраста считалось, что он имеет небольшое каменное ядро с атмосферой, богатой водородом и гелием.
Недавние наблюдения этой экзопланеты с помощью JWST показали гораздо меньше метана в атмосфере, чем ожидалось. Ориентация орбиты, обращенная к нам, означает, что мы можем изучать атмосферу планеты, исследуя свет звезды, проходящий через газ. Этот метод, известный как трансмиссионная спектроскопия, может использоваться для идентификации признаков газов в спектре звезды. Используя камеру ближнего инфракрасного диапазона и инструмент среднего инфракрасного диапазона JWST, а также данные широкоугольной камеры Хаббла 3, можно было обнаружить содержание метана, водяного пара, углекислого газа, угарного газа, диоксида серы и аммиака.
Это не только выявило отсутствие метана, но и предоставило доказательства того, что горячий газ с более низких высот смешивался с более холодными слоями газа, расположенными выше. Одним из свойств метана является то, что он нестабилен при высоких температурах, а за пределами 1200 градусов связи между водородом и углеродом разрушаются. Это не относится к другим молекулам на основе углерода, что предполагает более высокую температуру. Это предполагает, что внутренняя часть планеты должна быть горячее, чем предполагалось, и иметь более массивное ядро, чем ожидалось. Именно благодаря более высокому уровню чувствительности JWST загадка, похоже, наконец-то раскрыта.
Команда под руководством Луиса Велбанкса из Университета штата Аризона (ASU) изучила ряд возможностей. Во-первых, его ядро имело большую массу, чем ожидалось вначале. Если бы это было правдой, то атмосфера, вероятно, сжалась по мере охлаждения планеты. Со временем, без источника тепла, который давал бы атмосфере энергию и заставлял ее расширяться, планета должна была бы быть намного меньше, чем наблюдалось. Несмотря на то, что планета вращается вокруг звезды на расстоянии чуть более 8 миллионов километров, она все еще не получает достаточно энергии, чтобы вызвать расширение атмосферы.
Одна из теорий состоит в том, что более высокие внутренние температуры возникают в результате приливного нагрева. Точно так же, как гравитационная сила Юпитера вызывает приливное нагревание на Ио, ответом может стать сильно эллиптическая орбита WASP-107b. Когда планета движется мимо родительской звезды по своей некруглой орбите, она сжимается и сдавливается, образуя источник тепла.
Понимание источника тепла на WASP-107b помогло команде узнать больше о свойствах и процессах. Знание количества энергии помогает определить пропорции других элементов, таких как углерод, азот, кислород и сера. Расчеты помогают определить массу ядра, которая, согласно недавним исследованиям, вдвое превышает первоначальную оценку.
Источник: Уэбб раскрыл дело о надутой экзопланете
