На данном изображении показано, как могла бы выглядеть экзопланета WASP-107b. Авторы и права: NASA / ESA / CSA / Ralf Crawford, STScI.
Согласно двум новым статьям, опубликованным в журнале Nature, экзопланета WASP-107b, расположенная примерно в 212 световых годах от нас в созвездии Девы, имеет удивительно небольшое количество метана в своей атмосфере и огромное ядро.
WASP-107 – высокоактивная звезда главной последовательности K-типа, находящаяся примерно в 212 световых годах от нас в созвездии Девы. Впервые обнаруженная в 2017 году, WASP-107b является одной из наименее плотных экзопланет.
Планета вращается очень близко к звезде – более чем в 16 раз ближе, чем Земля к Солнцу и совершает один оборот за 5,7 дня. У неё одна из самых холодных атмосфер среди всех обнаруженных экзопланет, хотя температура в 500 градусов по Цельсию (932 градуса по Фаренгейту) всё же значительно выше, чем на Земле.
Считается, что высокая температура является результатом приливного нагрева, вызванного слегка некруглой орбитой планеты, и может объяснить, как WASP-107b может быть настолько раздута, не прибегая к крайним теориям о том, как она образовалась.
“Основываясь на её радиусе, массе, возрасте и предполагаемой внутренней температуре, мы подумали, что WASP-107b имеет очень маленькое каменное ядро, окружённое огромной массой водорода и гелия”, – сказал доктор Луис Уэлбанкс из Университета штата Аризона, ведущий автор исследования.
Но было трудно понять, как такое маленькое ядро могло поглотить так много газа, а затем не допустить полного превращения в планету массой с Юпитер. Если бы вместо этого WASP-107b имела большую часть своей массы в ядре, атмосфера должна была бы сжаться, поскольку планета остыла с момента её формирования.
Без источника тепла для повторного расширения газа планета должна быть намного меньше.
“WASP-107b – такая интересная цель для Уэбба, потому что она значительно холоднее и больше похожа на Нептун по массе, чем многие другие планеты с низкой плотностью”, – сказал доктор Дэвид из Университета Джонса Хопкинса.
В результате мы сможем обнаружить метан и другие молекулы, которые могут дать нам информацию о её химическом составе и внутренней динамике, которую мы не можем получить с более горячей планеты.
Гигантский радиус WASP-107b, расширенная атмосфера и орбита, видимая с ребра, делают его идеальным для трансмиссионной спектроскопии – метода, используемого для идентификации различных газов в атмосфере экзопланеты на основе того, как они влияют на звёздный свет.
Объединив наблюдения с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRCam) и инструмента среднего инфракрасного диапазона (MIRI), а также широкоугольной камеры “Хаббла” (WFC3), доктор Уэлбанкс и его коллеги смогли создать широкий спектр света, поглощённый атмосферой WASP-107b.
Используя спектрограф ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRSpec), доктор Синг и его коллеги построили независимый спектр, охватывающий диапазон от 2,7 до 5,2 микрон.
Точность данных позволяет не просто обнаруживать, но и фактически измерять содержание множества молекул, включая водяной пар, метан, углекислый газ, окись углерода, диоксид серы и аммиак.
Оба спектра показывают удивительную нехватку метана в атмосфере WASP-107b: одну тысячную от ожидаемого количества, исходя из предполагаемой температуры.
“Это свидетельство того, что горячий газ из глубин планеты должен энергично смешиваться с более холодными слоями выше”, – сказал доктор Синг.
Данные Уэбба говорят нам, что такие планеты, как WASP-107b, не должны были формироваться каким-то странным образом со сверхмаленьким ядром и огромной газовой оболочкой. Вместо этого мы можем взять что-то похожее на Нептун, с большим количеством камня и меньшим количеством газа, просто поднять температуру и накачать его, чтобы он выглядел так, как он есть.
Источник: universetoday.ru
