Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) глубже изучил загадочную экзопланету, не похожую ни на что в нашей планетной системе.
Экзопланета, или экзопланета, названная Gliese 1214 b (GJ 1214 b), является примером «мини-Нептуна», планеты менее массивной, чем ледяной гигант Солнечной системы Нептун, но все же примерно в два-четыре раза больше Земли. Несмотря на то, что малая планета Нептун является наиболее распространенным типом планет во всем Млечном Пути, она странным образом отсутствует в нашей Солнечной системе. В результате астрономы очень мало знают об этих мирах. Точно так же Gliese 1214 b оказалось трудно наблюдать из-за его сильно отражающей атмосферы — до тех пор, пока JWST не обратил свой мощный взгляд на инопланетный мир.
«Планета полностью покрыта какой-то дымкой или облачным слоем», — сказала Элиза Кимптон, ведущий автор статьи и астроном Мэрилендского университета. он сказал в заявлении. (Откроется в новой вкладке) «Атмосфера оставалась полностью скрытой от нас до этого наблюдения».
Кемптон добавил, что если GJ 1214 b действительно имеет богатую водой атмосферу, экзопланета могла быть «водным миром» в далеком прошлом, экзопланетой, заполненной большим количеством водянистого и ледяного материала во время ее формирования. .
Связанный: Экзопланеты: миры за пределами нашей Солнечной системы
В отличие от ледяной планеты, которая дала название классу планет GJ 1214 b, эта экзопланета, обнаруженная в 48 световых годах от Земли, очень горячая. В результате астрономы не ожидают найти на GJ 1214 b океаны жидкой воды, но они считают, что атмосфера планеты все еще может состоять из большого количества водяного пара. Толстая парообразная оболочка этой экзопланеты с высокой отражающей способностью помогала ей сохранять ауру таинственности.
Команда использовала новую комбинацию методов, чтобы заглянуть в плотную атмосферу GJ 1214 b, когда она вращается вокруг своего красного карлика Глизе 1214, время обращения вокруг которого составляет всего 1,6 земных дня.
GJ 1214 b заблокирована приливами, что означает, что у нее есть «дневная сторона», постоянно обращенная к звездам, и постоянная «ночная сторона», которая всегда смотрит в космос. Наблюдение за тем, как планета исчезает за своей звездой, а затем снова появляется на другой стороне, позволяет астрономам лучше видеть дневную и ночную стороны и, таким образом, детали атмосферы.
«Возможность выйти на полную орбиту была очень важна для понимания того, как планета распределяет тепло с дневной стороны на ночную», — сказал Кемптон. «День и ночь сильно контрастируют. Ночная сторона холоднее дневной».
Используя Medium Infrared Instrument (MIRI) JWST, который видит свет в инфракрасной части электромагнитного спектра, далеко за пределами длин волн видимого света, которые могут видеть наши глаза, команда создала «тепловую карту» GJ 1214 b, когда она вращается вокруг звезды. .
Это показало, что температура на планете достигает 535 градусов по Фаренгейту (279 градусов по Цельсию), а температура на ночной стороне GJ 1214 b падает до 326 градусов по Фаренгейту (65 градусов по Цельсию).
Этот большой температурный сдвиг сказал команде, что его атмосфера должна состоять из более тяжелых молекул, таких как вода или метан, а не из более легких молекул водорода. Наблюдения MIRI также подтвердили это, предоставив доказательства формирования GJ 1214 b.
«Это не примитивная атмосфера, — сказал Кемптон. «Это не отражает состав звезды-хозяина, которая образовалась вокруг нее. Вместо этого она потеряла много водорода, если она началась с богатой водородом атмосферы или была сформирована из более тяжелых элементов в качестве начала — более ледяной воды — богатый материал».
Одним из сюрпризов, с которым команда столкнулась, изучая GJ 1214 b с помощью JWST, был тот факт, что миниатюрный Нептун, несмотря на то, что он намного горячее планеты, подобной Земле, все же холоднее, чем они ожидали. Они считают, что эта относительная прохлада связана с тем, что «блестящая» атмосфера экзопланеты отражает большую часть света, падающего на нее от красного карлика.
Астрономы также нашли доказательства того, что GJ 1214 b могла образоваться дальше от своей звезды, чем в настоящее время приближает ее близкая орбита. По мере того, как он двигался внутрь, температура на планете резко повышалась, лед и жидкая вода кипели и создавалась атмосфера, полная водяного пара.
«Самое простое объяснение, если вы найдете планету, очень богатую водой, состоит в том, что она сформировалась далеко от родительской звезды», — сказал Кемптон.
Теперь команда попытается собрать больше данных о GJ 1214 b, чтобы ответить на некоторые нерешенные вопросы о планете. В конечном итоге это может позволить астрономам лучше понять, как формировался и развивался мини-Нептун. Наблюдение за большей группой этих экзопланет может показать, почему наша Солнечная система лишена такого мира.
«Наблюдая за целым рядом подобных вещей, мы надеемся, что сможем построить непротиворечивую историю», — заключил Кемптон.
Ранняя версия исследования команды была опубликована в журнале природа. (Откроется в новой вкладке)
More Stories
Ученые раскрыли секреты потери морских звезд и возобновления роста конечностей
Комплексное мероприятие сообщества людей с деменцией в Ратуте, посвященное Всемирному месяцу борьбы с болезнью Альцгеймера.
Новое исследование массивного надвига предполагает, что следующее большое землетрясение может быть неизбежным