28 марта, 2024

hleb

Находите все последние статьи и смотрите телешоу, репортажи и подкасты, связанные с Россией.

Пухлые планеты теряют атмосферу и становятся супер

Пухлые планеты теряют атмосферу и становятся суперземлями

изображение: Теперь астрономы определили два разных случая «мини-Нептунов», теряющих свою пухлую атмосферу и потенциально превращающихся в суперземли.
Мнение более

Авторы и права: Изображение предоставлено Адамом Макаренко (Обсерватория Кека). Авторы и права выпуска: НАСА, ЕКА, STScI, Калифорнийский технологический институт, Обсерватория Кека.

внешние планеты Они бывают таких форм и размеров, которых нет в нашей Солнечной системе. К ним относятся небольшие газообразные планеты, называемые малыми Нептунами, и каменистые планеты, в несколько раз превышающие массу Земли, называемые суперземлями.

Теперь астрономы идентифицировали два разных случая «мини-Нептунов», теряющих свою пухлую атмосферу и потенциально превращающихся в суперземли. Излучение планетарных звезд обнажает их атмосферу, заставляя горячий газ улетучиваться, как пар из котла с кипящей водой. Новые результаты помогают нарисовать картину того, как формируются и развиваются экзотические миры, подобные этим, и помогают объяснить странный разрыв в распределении размеров планет вокруг других звезд.

Мини-Нептуны — это намного меньшие и более плотные версии планеты Нептун в нашей Солнечной системе, и считается, что они состоят из больших каменистых ядер, окруженных толстыми слоями газа. В новых исследованиях группа астрономов использовала космический телескоп НАСА «Хаббл», чтобы посмотреть на два маленьких Нептуна, вращающихся вокруг звезды HD 63433, расположенной на расстоянии 73 световых года от нас. И они использовали В. М. Кек. Обсерватория на Гавайях для изучения одной из двух малых планет Нептуна в звездной системе под названием TOI 560, расположенной в 103 световых годах от нас.

Их результаты показывают, что атмосферные газы выходят из ближайшего мини-Нептуна в TOI 560, называемого TOI 560.01 (также известного как HD 73583b), и из самого дальнего мини-Нептуна в HD 63433, называемого HD 63433c. Это говорит о том, что они могли превратиться в суперземли.

READ  При прогнозировании функции микробных сообществ чем проще, тем лучше

«Большинство астрономов подозревали, что у молодого Нептуна должна быть испаряющаяся атмосфера», — сказал Майкл Чжан, ведущий автор обоих исследований и аспирант Калифорнийского технологического института. «Но до сих пор никто никогда никого не ловил на этом».

Исследование также неожиданно обнаружило, что газ, окружающий TOI 560.01, в основном убегал к звезде.

«Это было неожиданно, так как большинство моделей предсказывают, что газ должен утекать от звезды», — сказала Хизер Кнутсон, профессор планетарных наук из Калифорнийского технологического института, советник Чанга и соавтор исследования. «Нам еще многое предстоит узнать о том, как эти потоки работают на практике».

Новые подсказки к недостающему звену в типах планет

С момента открытия первых экзопланет, вращающихся вокруг звезд, подобных Солнцу, в середине 1990-х годов были обнаружены тысячи других экзопланет. Многие из них вращаются близко к своим звездам, а меньшие скалистые орбиты обычно делятся на две группы: малый Нептун и суперземля. Суперпланеты в 1,6 раза больше Земли (а иногда и в 1,75 раза больше Земли), а миниатюрные Нептуны в 2-4 раза больше Земли. В нашей Солнечной системе нет планет такого типа. На самом деле вокруг других звезд было обнаружено несколько планет размером между этими двумя полосами.

Одно из возможных объяснений такого разрыва в размерах состоит в том, что молодой Нептун превращается в суперземлю. Предполагается, что миниатюрный Нептун окружен первичными атмосферами, состоящими из водорода и гелия. Водород и гелий — это остатки образования центральной звезды, которая рождается из газовых облаков. Ученые предполагают, что если бы Нептун был достаточно мал и находился достаточно близко к своей звезде, рентгеновские и ультрафиолетовые лучи звезды могли бы стереть его первозданную атмосферу за сотни миллионов лет. Тогда останется суперкаменистая Земля с гораздо меньшим диаметром (которая, теоретически, все еще поддерживает относительно тонкую атмосферу, подобную атмосфере вокруг планеты Земля).

READ  Астрономы, возможно, нашли некоторые из самых старых звезд благодаря Джеймсу Уэббу.

«Планета в объемном разрыве будет иметь достаточно атмосферы, чтобы увеличить свой радиус, что приведет к перехвату большего количества звездного излучения и, таким образом, к быстрой потере массы», — сказал Чжан. «Но атмосфера достаточно тонкая, чтобы быстро потеряться. Вот почему планета не останется в проломе надолго».

По мнению астрономов, другие сценарии могут объяснить разрыв в размерах. Например, маленькие каменистые планеты, возможно, никогда не собирали газовую атмосферу, а маленькие Нептуны могли быть водными мирами и не покрытыми газообразным водородом. Это недавнее открытие двух мини-Нептунов, покидающих атмосферу, представляет собой первое прямое доказательство в поддержку теории о том, что мини-Нептуны действительно превращаются в суперземли.

Подписи в солнечном свете

Астрономы смогли обнаружить ускользнувшую атмосферу, наблюдая за пересечением молодого Нептуна перед своими звездами-хозяевами или через них. Планеты нельзя увидеть напрямую, но когда они проходят перед своими звездами, если смотреть с нашей точки обзора на Земле, телескопы могут отслеживать поглощение звездного света атомами в атмосфере планеты. В случае с мини-Нептуном TOI 560.01 исследователи обнаружили следы гелия. Что касается звездной системы HD 63433, команда обнаружила следы водорода на изучаемой ими внешней планете, названной HD 63433c, но не на внутренней планете, HD 63433b.

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

«Скорость газов свидетельствует об уходе из атмосферы. Наблюдаемый гелий движется вокруг TOI 560.01 со скоростью до 20 километров в секунду, а водород движется вокруг HD 63433c со скоростью до 50 километров в секунду. Гравитация этого крошечного Нептуна недостаточно прочный, чтобы удерживать такой газ.Быстродвижущаяся.Размер истечений вокруг планет также указывает на выход из атмосферы; газовый кокон вокруг TOI 560.01 как минимум в 3,5 раза больше радиуса планеты, а кокон вокруг HD 63433c по крайней мере в 12 раз больше радиуса планеты».

READ  Средневековую женщину похоронили с редким предметом: металлическим складным стулом.

Наблюдения также показали, что недостающий газ от TOI 560.01 течет к звезде. Дальнейшие будущие наблюдения за миниатюрным Нептуном должны показать, является ли TOI 560.01 аномалией или более распространенным явлением является направленный внутрь поток.

«Как экзопланетологов, нас учили ожидать неожиданностей», — сказал Кнутсон. «Эти инопланетные миры постоянно удивляют нас новой физикой, выходящей за рамки того, что мы наблюдаем в нашей собственной Солнечной системе».

Результаты опубликованы в двух отдельных статьях на Астрономический журнал.

Космический телескоп Хаббл — это проект международного сотрудничества между НАСА и Европейским космическим агентством (ЕКА). Телескоп находится в ведении Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Научный институт космического телескопа (STScI) в Балтиморе, штат Мэриленд, проводит научные операции Хаббла. STScI управляется для НАСА Консорциумом университетов для исследований в области астрономии в Вашингтоне, округ Колумбия.


Отказ от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несет ответственности за точность информационных бюллетеней, отправляемых на EurekAlert! Через содействующие учреждения или для использования любой информации через систему EurekAlert.