Отличающийся от других экзопланет "Теплый Нептун"

Исследование, объединяющее данные с наблюдений телескопа Хаббл и Спитцер, указывает на то, что удаленная планета HAT-P-26b имеет примитивную атмосферу, состоящую в основном из водорода и гелия. Расположенная примерно в 437 световых годах от нас, планета вращается вокруг звезды, которая вдвое старше Солнца.

На данный момент это одно из самых детализированных исследований о "Теплом Нептуне" — планете, имеющей размеры Нептуна и находящейся близко к его звезде. Ученые определили, что атмосфера HAT-P-26b относительно свободна от облаков, а также нашли там признаки воды. Открытие атмосферы с таким составом на этой экзопланете будет иметь существенные последствия в научном мире, в частности, в области эволюции планетных систем. Другие планеты с массой, близкой к Нептуну и Урану, вероятно, сформировались или ближе к своей родительской звезде, или позже при развитии их планетной системы, или же произошли оба события.

Ханна Уэйкфорд, научный сотрудник НАСА, рассказывает, что астрономы только начали изучать атмосферу этих удаленных планет, близких по массе к Нептуну, но уже нашли планету, которая идет вразрез с общими закономерностями планет солнечной системы. Чтобы исследовать атмосферу HAT-P-26b, ученые использовали данные, полученные при прохождении планеты через меридиан (перед своей родительской звездой). Во время этого прохождения часть света звезды проникает через атмосферу планеты, которая поглощает определенные световые волны. Анализируя то, как меняется свет звезды из-за прохождения через атмосферу, исследователи могут определить химический состав атмосферы.

Команда ученых объединила данные четырех прохождений через меридиан, зафиксированных телескопом Хаббл и двух — Спитцером. Наблюдения охватывали широкий диапазон длин волн от желтого света до ближнего инфракрасного диапазона.

Из-за того, что исследование содержит точное измерение воды в атмосфере, ученые смогли использовать эти данные для определения металличности HAT-P-26b — концентрации элементов тяжелее гелия и водорода. Оценка металличности дает представление о формировании планет. Для сравнения планет по концентрации "металлов" (так в астрофизике называют элементы тяжелее гелия) ученые используют Солнце как точку отсчета. Юпитер, например, имеет металличность в 2-5 раз большую, чем у Солнца, для Сатурна металличность больше уже в 10 раз. Эти относительно низкие значения говорят о том, что два этих газовых гиганта почти полностью состоят из водорода и гелия.

Ледяные гиганты Нептун и Уран, в свою очередь, меньше газовых, но имеют больше тяжелых элементов, а их металличность составляет стократную Солнца. Так, для четырех внешних планет солнечной системы характерной тенденцией является то, что металличность уменьшается с возрастанием массы планеты. Ученые считают, что она сформировалась благодаря тому, что по мере формирования солнечной системы Нептун и Уран развивались в области огромного диска пыли, газа и обломков, которые вращались вокруг формирующегося Солнца. Грубо говоря, Нептун и Уран подверглись бомбардировке множеством ледяных обломков, богатых более тяжелыми элементами. Юпитер и Сатурн, которые развивались в теплой части диска должны были столкнуться с меньшим количеством ледяных обломков.

Две планеты за пределами солнечной системы также соответствуют этой тенденции. Одна из них — планета с массой Нептуна HAT-P-11b, другая — WASP-43b, газовый гигант, имеющий удвоенную массу Юпитера. Однако Уэйкфорд и ее коллеги обнаружили, что HAT-P-26b идет вразрез со сложившей тенденцией. Металличность планеты составляет около 4,8 металличности Солнца, что намного ближе по значению к Юпитеру, нежели к Нептуну.

Анализ показывает, что в атмосферах этих экзопланет намного больше отличий, чем предполагалось ранее, что дает представление об эволюции планет по иному пути, говорит Дэвид Синг из университета Эксетера, второй автор статьи.

Источник: www.nasa.gov