Там у космосі є незвичайне екзопланетне ім'я Gliese 3470 b (GJ 3470 b.) Це дивний світ, схожий на гібрид між Землею та Нептуном. Він має скелясте ядро, як Земля, але оточений атмосферою, виготовленою з водню та гелію. Це поєднання не схоже ні на що у нашій Сонячній системі.
Планета орбіти червоної карликової зірки під назвою Gliese 3470, в сузір'ї Рак. GJ 3470 b - це приблизно 12,6 маси Землі, тобто приблизно на півдорозі між Землею та Нептуном у масі. (Нептун - близько 17 мас Землі.)
Завдяки місії Kepler ми знаємо, що в цьому масовому діапазоні є багато екзопланет. Цілком можливо, що до цього діапазону потрапляє до 80% планет, хоча майбутні місії на екзопланеті, без сумніву, це прояснять. До цих пір астрономи не дуже добре дивилися на атмосферу однієї з цих планет, і тому їх формування є дещо загадкою.
Космічні телескопи Хаббл і Спітцер об'єдналися, щоб уважно ознайомитися з атмосферою GJ 3470 b, і це вперше астрономам вдалося ідентифікувати хімічний відбиток атмосфери такої планети. Вони виявили, що планета має майже незайману, первісну атмосферу водню та гелію, без яких-небудь важчих елементів.
І це представляє трохи таємниці.
"У нас немає нічого подібного в Сонячній системі, і саме це робить її вражаючою."
Бьорн Беннеке з Монреальського університету в Канаді
Півзірка, пів планети?
GJ 3470 b за своєю атмосферою водню та гелію певним чином нагадує зірку, ніж планету. Наше власне Сонце - це 73% водню, а решта - майже весь гелій. Лише крихітна частина Сонця - важчі елементи, такі як кисень, неон, залізо та вуглець. Газові гіганти Юпітер і Сатурн - це в основному водень і гелій, але вони також містять інші сполуки, такі як метан і аміак, а також більш важкі елементи. Ці сполуки майже відсутні у GJ 3470 b.
«Це велике відкриття з точки зору формування планети. Планета обертається дуже близько до зірки і набагато менш масивна, ніж Юпітер - у 318 разів перевищує масу Землі - але йому вдалося виділити споконвічну атмосферу водню / гелію, яка значною мірою "незабруднена" важчими елементами ", - сказав Бьорн Беннеке з університету Монреаль у Канаді, у прес-релізі NASA. "У нас немає нічого подібного в Сонячній системі, і саме це робить її вражаючою."
Астрономи, що стоять за цією роботою, поєднали багатохвильові можливості обох космічних телескопів, щоб добре переглянути атмосферу GJ 3470 b. Вони зробили це шляхом вимірювання поглинання зоряного світла, коли екзопланета проходила перед його зіркою-господарем. Вони також вимірювали втрати відбитого світла, коли екзопланета проходила за зіркою. Всього пара космічних телескопів спостерігала 12 переходів і 20 затемнень.
Астрономи використовують спектроскопію для виявлення хімічних відбитків водню та гелію в атмосфері, а природа атмосфери планети зробила це все можливим. Зрозуміло, що це дуже мало смуги, тобто вони змогли зазирнути глибоко в атмосферу. "Вперше ми маємо спектроскопічний підпис такого світу", - сказав Беннеке.
Але ця спектроскопія виявила щось несподіване. Астрономи думали, що вони знайдуть схожий хімічний склад на планеті Нептун із більш важкими елементами, такими як кисень та вуглець. Але натомість вони знайшли атмосферу, що нагадувала Сонце.
"... ми знайшли атмосферу, настільки бідну важкими елементами, що за своїм складом нагадує склад Сонця, багатий воднем / гелієм."
БЮРН БЕННЕК УНІВЕРСИТЕТУ МОНТРЕАЛУ В КАНАДІ
"Ми очікували, що атмосфера сильно збагачена більш важкими елементами, такими як кисень і вуглець, які утворюють велику кількість водяної пари та метану, подібно до того, що ми бачимо на Нептуні", - сказав Беннеке. "Натомість ми знайшли атмосферу, настільки бідну важкими елементами, що за своїм складом нагадує склад Сонця, багатий воднем / гелієм".
Розділення її разом
Тепер, коли астрономи отримали добру ручку в атмосфері екзопланети, завдяки комбінованій потужності космічних телескопів Хаббла та Шпіцера вони можуть почати розуміти, як утворилася ця дивна планета.
GJ 3470 b різко контрастує з іншими екзопланетами. Астрономи вважають, що інші екзопланети, наприклад Гарячі Юпітери, формуються на великій відстані від свого Сонця, а потім мігрують всередину. Але астрономи вважають, що ця екзопланета сформувалась дуже близько до своєї червоної карликової зірки, недалеко від місця, де вона розташована сьогодні.
Він, ймовірно, сформувався спочатку крихітним скелястим об’єктом, оточеним у центрі протопланетного диска, приблизно в той самий час, коли утворилася зірка. Він би зібрав або наробив свою атмосферу з того самого первісного матеріалу на диску, з якого утворилася зірка. І це пояснювало б його атмосферу водень / гелій і чому йому не вистачає важчих елементів.
"Це велике відкриття з точки зору формування планети".
БЮРН БЕННЕК УНІВЕРСИТЕТУ МОНТРЕАЛУ В КАНАДІ
"Ми бачимо об'єкт, який зміг виділити водень з протопланетного диска, але не втік, щоб стати гарячим Юпітером", - сказав Беннеке. "Це інтригуючий режим".
Можливо, трапилось те, що вона все ще акумулювала матерію з диска, але зірка росла швидше, а диск розсіювався. Це завадило GJ 3470 b збільшитися і стати більше схожим на газові гіганти нашої Сонячної системи, з більш важкими елементами в їх атмосфері.
Наразі тут стоїть наше розуміння цієї інтригуючої, дивної екзопланети. Але як тільки космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) буде запущений, він розповість нам більше.
JWST - це потужний космічний телескоп, який може бачити в інфрачервоному просторі безпрецедентну чутливість. Ви зможете проаналізувати атмосферу GJ 3470 b та інших екзопланет та виявити речі ще небачені. Зокрема, це спостерігатиметься на довжинах хвиль, які роблять запаморочливі серпанки майже прозорими.
Тоді наше розуміння всіх екзопланет, не тільки цієї, буде рости в невдовзі.
Джерела:
- Прес-реліз: Атмосфера середньої планети, виявлена Хабблом, Шпітцер
- Вікіпедія: Глізе 3470 р. Н
- Космічний телескоп Шпіцера
