«Хаббл» обнаружил водяной пар в атмосфере маленькой экзопланеты. Это открытие меняет представление о распространённости богатых водой атмосфер

26.01.2024 14:38:00 | iXBT.com

С помощью космического телескопа «Хаббл» учёные наблюдали за планетой GJ 9827d, которая размером всего в два раза больше Земли, и установили, что она обладает атмосферой, богатой водой. Это — один из новых примеров потенциальных планет с водяными атмосферами в других галактиках.

GJ 9827d была обнаружена в 2017 году космическим телескопом «Кеплер» и совершает оборот вокруг красного карлика каждые 6,2 дня. Находится эта планета на расстоянии 97 световых лет от Земли в созвездии Рыбы.

«Это может быть первый раз, когда мы сможем прямо показать, что планеты с богатыми водой атмосферами могут существовать вокруг других звёзд. Это важный шаг на пути определения распространённости и разнообразия атмосфер на скалистых планетах», — поделился член исследовательской команды Бьорн Бенеке из Университета Монреаля.

Источник: NASA, ESA, Leah Hustak and Ralf Crawford (STScI)

В настоящее время остается непонятным, измерил ли «Хаббл» спектроскопически небольшое количество водяного пара в атмосфере, богатой водородом или атмосфера планеты в основном состоит из воды, оставшейся после испарения первичной богатой водородом и гелием атмосферы под действием звёздного излучения.

«Программа наблюдений была специально разработана с целью не только обнаружения молекул в атмосфере планеты, но и поиска водяного пара. Любой результат оказался бы важным, будь то доминирование водяного пара или даже небольшого количества в водород-доминантной атмосфере», — отметил ведущий автор статьи Пьер-Алекси Руа из Университета Монреаля.

«До сих пор мы не могли прямо обнаружить атмосферу такой маленькой планеты. Когда мы изучим более маленькие планеты, должен наступить переход, когда на этих маленьких планетах уже не будет водорода, а их атмосферы будут больше похожи на Венеру (в которой доминирует углекислый газ)», — добавил Бенеке.

Несмотря на то, что планета GJ 9827d имеет очень высокую температуру, примерно 425 °C, она была бы непригодной для жизни, даже если бы атмосфера была преимущественно состояла из водяного пара.

Сейчас у команды есть два варианта. Планета всё ещё может иметь газовую оболочку, богатую водородом и содержащую воду. Возможно, это «тёплая» версия луны Юпитера — Европы, у которой в два раза больше воды, чем на Земле под корой. «Планета GJ 9827d может состоять наполовину из воды и наполовину из камня. И наверху этого маленького скалистого тела может быть много водяного пара», — заявил Бенеке.

Если же атмосфера планеты содержит избыток воды, то, вероятнее всего, она должна была сформироваться дальше от своей звезды, где температура холодная и вода находится в виде льда. В этом сценарии затем планета мигрировала ближе к звезде и получала больше излучения. Водород был нагрет, улетучивался или всё ещё улетучивается из-за слабой гравитации планеты. Альтернативная теория заключается в том, что планета сформировалась ближе к горячей звезде, что объясняет присутствие воды в атмосфере.

Программа «Хаббла» наблюдала планету во время 11 транзитов – событий, когда планета пересекает свою звезду. Эти наблюдения были проведены в разные периоды времени на протяжении трёх лет. Во время транзитов звёздный свет проходит сквозь атмосферу планеты и несёт спектральный отпечаток молекул воды. Если на планете есть облака, то они находятся достаточно низко в атмосфере, благодаря этому атмосфера не полностью скрыта от взора «Хаббла» и может исследовать водяной пар над облаками.

Открытие «Хаббл»а открывает дверь для более детального изучения данной планеты. Она становится отличной целью для космического телескопа «Джеймс Уэбб», который может осуществить инфракрасную спектроскопию для поиска других молекул в атмосфере.

Подробнее