Астрономите изследват атмосферата на мини-Нептун

Извънземно слънце с изпъкналости и петна, с малък черен кръг пред него.

Концепцията на художника за мини-Нептун екзопланета GJ 3470 bтранзитенили преминава пред нейната звезда от червено джудже. В новото проучване астрономите са използвали транзити и затъмнения на екзопланетата, за да получатспектроскопскиданни за атмосферата на екзопланетата. Изображение чрез NASA/ESA/D. ИГРАЧ/UdeMNews.


Планети между Земята и Нептун по размер не съществуват в нашата Слънчева система, но изглежда са често срещани другаде. Те са кръстоска между скалистите на нашата Слънчева системаземни планетии еледени гиганти. Сега за първи път астрономите успяха да анализират атмосферата на един от тези „средни“ далечни светове, които са известни като клас, катомини-Нептун.

Theрецензиранконстатации бяхаобявенона 2 юли 2019 г. чрез Hubblesite ипубликуванив дневникаПриродна астрономияна 1 юли 2019 г.


Планетата еGliese 3470 b, мини-Нептун, обикалящ около aзвезда червено джудже. Той тежи изчислени 12,6 земни маси, което го прави много по -масивен от Земята, но по -малко масивен от Нептун в нашата Слънчева система (17 земни маси). Ако бъде поставен в нашата слънчева система, Gliese 3470 b би паснал добре между Земята и Нептун по отношение на размера. Смята се, че планетата има голямо скалисто ядро, погребано под дълбока, смазваща атмосфера от водород и хелий.

Разрез показващ планетни слоеве. Диаграма на слънчевата система с орбита на планетата, диск от прахови отломки и обозначена линия на замръзване.

Илюстрация на художника както за атмосферата, така и за интериора на GJ 3470 b (отгоре), както и за това как може да е изглеждала системата, когато дискът с околозвездни отломки все още е съществувал около звездата (отдолу). Изображение чрез NASA/ESA/L. Хустак (STScI)/Hubblesite.

Благодарение на НАСАХъбълиСпицеркосмически телескопи, учените успяха да изследват атмосферата на Gliese 3470 b, за първи път това е направено за планета от този тип. СпоредБьорн Бенекев университета в Монреал, Канада:

Това е голямо откритие от гледна точка на формирането на планетата. Планетата обикаля много близо до звездата и е далеч по -малко масивна от Юпитер - 318 пъти масата на Земята - но успя да натрупа първичната атмосфера водород/хелий, която до голяма степен е „незамърсена“ от по -тежки елементи. Нямаме нищо подобно в Слънчевата система и това го прави поразителен.




Изследователите успяха да анализират състава на атмосферата, като измерват поглъщането на звездна светлина, докато планетата преминава пред звездата и след това преминава зад звездата. Когато планетата се движи пред звездата, това е aтранзит, точно както когато вътрешните планети на нашето слънце, Меркурий или Венера, могат да се видят да преминават през слънцето, както се вижда от Земята. Когато се движи отзад, това е затъмнение. Тези астрономи са наблюдавали общо 12 транзита и 20 затъмнения, давайки им достатъчно данни за анализ на атмосферата с помощтаспектроскопия(с помощта на светлина за определяне на химическите пръстови отпечатъци на газове в атмосферата). Както Бенеке каза:

За първи път имаме спектроскопичен подпис на такъв свят.

Снимка с глава на усмихнат бял мъж с къса коса и синя риза.

Астрономът Бьорн Бенеке, чрезUdeMNews.

Оказа се също, че атмосферата е предимно чиста, само с няколко мъгли, което прави изучаването на нейния състав много по -лесно. Според Бенеке това беше малко изненадващо:


Очаквахме атмосфера, силно обогатена с по -тежки елементи като кислород и въглерод, които образуват обилна водна пара и газ метан, подобно на това, което виждаме на Нептун. Вместо това открихме атмосфера, която е толкова бедна на тежки елементи, че съставът й прилича на богатия на водород/хелий състав на слънцето. Ако планетата имашеобразувана по -далеч от звездата, където водата и други астрономически ледове могат да се кондензират, бихме очаквали да видим повече вода и метан в атмосферата.

Земя до по -голяма безлична синя планета.

Концепцията на художника показва сравнение на размера на GJ 3470 b и Земята. Изображение чрезRadialvelocity/Wikipedia/CC BY-SA 4.0.

Въпреки че сега има повече данни за планетата, все още съществува въпрос как точно тя трябва да бъде класифицирана, според Bennek. Трябва ли да се нарича мини-Нептун, както се споменава сега, или по-скоро aсвръх Земята(по-голям от Земята, но по-малък от типичен мини-Нептун)?

Или тази планета може да бъде подобнагорещи юпитери, гигантски планети, които са подобни на Юпитер, но обикалят близо до звездите си? За разлика от типичните горещи юпитери, за които се смята, че се образуват далеч от звездите си и след това мигрират навътре, Бенет смята, че Gliese 3470 b се е образувал точно там, където обикаля днес. Той теоретизира, че първо се е образувал като суха скалиста планета, която след това бързо е натрупала водород отоколозвезден дискгаз и прах около звездата и че дискът се разсейва преди планетата да стане по -голяма:


Виждаме обект, който е в състояние да натрупа водород от протопланетарния диск, но не е избягал да се превърне в горещ Юпитер. Това е интригуващ режим. Планетата заседна като под-Нептун.

Gliese 3470 b е само един пример за планета със среден размер, разбира се, но познаването на състава на нейната атмосфера помага на астрономите да разберат как тези уникални светове са се формирали и еволюирали, поне в общ смисъл. Това е важно, тъй като те изглеждат един от най -често срещаните видове планети там.

Плаващ в космоса, космически кораб с голямо извито огледало, направено от златни шестоъгълници.

Концепцията на художника за предстоящия космически телескоп Джеймс Уеб. Той ще може да изследва атмосферата на Gliese 3470 b и други екзопланети по -подробно от всякога. Изображение чрез Northrop Grumman/Gizmodo.

Също така ще бъде интересно да се види как мини-Нептуните се различават от супер-Земите, които също са по-големи от планетите с размер на Земята (0,8 до 1,25 Земя-радиуси), но малко по-малки от мини-Нептуни (2 до 4 земни радиуса). Смята се, че повечето суперземли са скалисти, а някои от тях може да имат глобални океани на повърхността си, според скорошни изследвания. Заедно със супер-Земите, мини-Нептуните сега се смятат за най-често срещания тип планети в нашата галактика.

В относително близко бъдеще, предстоящотоКосмическият телескоп Джеймс Уебще разгледа и Gliese 3470 b и ще проучи атмосферата му още по -подробно, като го разгледа в инфрачервена дължина на вълната. Астрономите ще наблюдават транзитите и затъмненията на GJ 3470 b при светлинни дължини на вълните, където атмосферните мъгли стават все по -прозрачни.

Извод: За първи път астрономите са анализирали атмосферата на екзопланета със среден размер, която е значително по-голяма от Земята, но по-малка от Нептун.

Източник: Под-Нептунова екзопланета с нискометална атмосфера, изчерпана с метан и облаци, разпръскващи Ми

Чрез Hubblesite

Чрез UdeMNouvelles