NASA получило новую информацию об атмосфере «мини-нептунов» — распространенного в галактике класса планет, о которых мы знаем немного.
«Джеймс Уэбб» вел долгое наблюдение за планетой, находящейся за пределами нашей солнечной системы — и не похожей ни на что в ней. — чтобы обнаружить планету с высокой отражающей способностью, что является следствием высокой насыщенности ее атмосферы паром. Это был первый увиденный «мини-нептун», ранее для нашего наблюдения недоступный.
Обнаруженная планета, названная GJ 1214 b слишком горячая, чтобы на ней могли быть океаны или хотя бы какие-то водоемы, однако пар все еще может составлять значительную часть ее атмосферы.
По словам Элизы Кемптон, исследователя из Университета Мэрилэнда и автора статьи о найденной планете, «атмосфера до начала этого исследования была просто скрыта от нас». Ученая считает, что будь этот «мини-нептун» менее горячим и более богатым водой, он мог бы стать «водным миром», собравшим при своем формировании множество ледяного и водянистого материала.
Как ученые это разглядели?
Чтобы преодолеть такой толстый барьер, исследовательская группа решила по новому подойти к наблюдению. В дополнение к стандартному методу захвата света звезды-хозяина, просачивающегося сквозь атмосферу планеты, они проследили за GJ 1214 b на протяжении всей траектории ее движения по орбите вокруг звезды.
Это исследование в очередной раз подтвердило эффективность «Джеймса Уэбба» при работе в среднем инфракрасном диапазоне (MIRI), когда он может рассматривать волны света длины, выходящей за пределы спектра, доступного человеческому глазу.
Используя МIRI, ученые смогли спроектировать «тепловую карту» планеты, вращающейся вокруг звезды. Она показала, что перед тем, как планета оказалась за звездой, и когда она появилась с другой стороны светила — и ночная сторона, и дневная сторона GJ 1214 b максимально подробно раскрывали состав атмосферы.
Как выяснилось, на планете существует большой разрыв между дневной и ночной температурой. На первой стороне она составила 279 градусов по Цельсию, а на второй — 165. Такой разрыв возможен только в атмосферах, состоящих из тяжелых молекул — таких, как у воды или метана, — а значит, она не состоит из водорода, что важно понимать для изучения истории и формирования планеты.
Однако изученная атмосфера, по мнению ученых, оказалась не первозданной — вероятно, она содержала больше водорода, либо изначально была сформирована из более тяжелых элементов.
Планета показалась вам горячей? Как бы не так
По нашим меркам, GJ 1214 b — невероятно горячая, однако если сравнивать реальную ее температуру и ожидания ученых, то она оказалась даже холоднее. Это связано с тем, что ее атмосфера отражает большую часть света, исходящего от звезды-хозяина, а не поглощает его и становится горячее.
Дальнейшие наблюдения за мини-нептунами — или субнептунами — могли бы рассказать больше о составе и процессе формирования этих загадочных планет, не одного из представителей которых нет в нашей солнечной системе. Все, что мы о них знаем, — это то, что они меньше нашего Нептуна.
Проведенное наблюдение действительно открывает новую эру исследований этих планет. На протяжении почти целого десятилетия ученые знали об атмосфере GJ 1214 b только то, что она или облачная, или туманная. К тому же теперь появляются невероятные возможности для интерпретации климата и его соотношения с происходящим в атмосфере планеты.
После появления первых результатов исследования ученые считают, что планета, скорее всего, сформировалась несколько дальше от звезды, чем она находится сейчас, а затем постепенно закручивалась по спирали внутрь к своей нынешней орбите. Год на планете — один оборот вокруг звезды — составляет всего лишь 1,6 земных суток.
Для получения более подробной информации об GJ 1214 b, а также о процессе ее формирования потребуются дальнейшие наблюдения. Напомним, ранее «Джеймс Уэбб» обнаружил водяной пар в атмосфере одной из «безжизненных» планет.
Кстати, с помощью знаменитого телескопа не только проводят исследования, но и получают снимки из космоса. Наиболее интересные из них мы собрали в нашей галерее: