Учёные впервые изучили атмосферу экзопланеты, похожей на которую нет в нашей Солнечной системе

В нашей Солнечной системе представлены два основных типа планет: земной группы и планеты-гиганты (газовые и ледяные). Сегодня астрономы пытаются узнать больше о новом типе планет, который не встречается в нашей системе. При массе в 12,6 земных, что все ещё меньше массы Нептуна, экзопланета GJ 3470 b настолько близко находится к своей звезде, что совершает один оборот вокруг неё всего за три дня. Основываясь на данных, которые получены космическим телескопом Kepler, учёные предполагают, что планеты подобного класса могут быть самыми распространёнными в Галактике.

Астрономы объединили возможности космических телескопов Hubble и Spitzer, чтобы собрать первые данные о химическом составе атмосферы экзопланеты GJ 3470 b. Как оказалось, её атмосфера состоит в основном из водорода и гелия с низким процентом содержания тяжёлых элементов. Одно из возможных объяснений подобного явления — экзопланета сформировалась как каменистая (земного типа) с массой в 10 раз больше массы Земли, а затем накапливала в своей атмосфере водород, находясь на близком расстоянии от своей звезды. При этом планета не отдалилась от звезды, как это обычно происходит в подобных случаях. В рамках миссии космического телескопа Kepler (была завершена в 2018 году) удалось обнаружить целый ряд таких миров. Фактически 80% планет в нашей галактике могут соответствовать этой категории планет.

Однако астрономы ранее не могли изучить химический состав атмосферы таких планет. «Это большое открытие с точки зрения изучения процесса формирования планет. GJ 3470 b находится очень близко к своей звезде, обладая массой меньше, чем у Юпитера. Ей удалось насытить свою атмосферу водородом и гелием с минимальной примесью тяжелых элементов. Мы не наблюдаем ничего подобного в нашей Солнечной системе, это удивительно», — отмечает Бьерн Беннеке (Bj?rn Benneke) из Университета Монреаля.

«Мы ожидали увидеть, что атмосфера будет насыщена более тяжёлыми элементами, такими как кислород и углерод. Они формируют большое количество водяного пара и метана, — примерно то же, что мы можем наблюдать на Нептуне», — говорит Беннеке. — Вместо этого мы обнаружили атмосферу, которая настолько бедна тяжёлыми элементами, что по составу больше напоминает атмосферу Солнца, богатую водородом и гелием».

Считается, что экзопланеты, которые называют «горячими Юпитерами», формируются далеко от своих звёзд и со временем приближаются к ним на более близкие расстояния. Но, по мнению учёных, GJ 3470 b сформировалась именно там, где она и находится на данный момент.

По мнению Беннеке, наиболее правдоподобное объяснение подобного явления состоит в том, что GJ 3470 b изначально образовалась в виде каменистой планеты на близком расстоянии от звезды. Затем она своей силой притяжения начала «собирать» водород из протопланетного диска, однако планета не получила его столько, чтобы перейти в класс «горячего Юпитера», возможно, потому что диск довольно быстро рассеялся.

Будущий космический телескоп JWST (James Webb Space Telescope) сможет ещё глубже изучить атмосферу GJ 3470 b благодаря высокой чувствительности в инфракрасном диапазоне. Полученные на данный момент результаты уже вызвали большой интерес американских и канадских учёных, которые разрабатывают инструменты на JWST, благодаря чему наблюдения за экзопланетой уже внесены в график миссии.

Источник: hubblesite.org