< NASA запустит к спутнику Юпитера Европе аппарат с целью поиска условий для жизни

У суперземли L98-59 d обнаружена атмосфера, включающая серосодержащие газы

Методами трансмиссионной спектроскопии два независимых научных коллектива обнаружили у планеты L98-59 d атмосферу, содержащую сероводород и сернистый газ.

---

Владислава Ананьева

Трансмиссионная спектроскопия – мощный метод для изучения атмосфер транзитных планет. Особенно интересно изучение небольших планет – мини-нептунов и суперземель. Однако для получения качественных трансмиссионных спектров необходимы крупные телескопы и мощные спектрографы, в идеале расположенные за пределами земной атмосферы. В оптическом и ультрафиолетовом диапазоне в настоящее время такие наблюдения ведет «Хаббл», в инфракрасном диапазоне – инфракрасный телескоп имени Джеймса Вебба (JWST). 

Атмосферы небольших планет, как правило, состоят из тяжелых газов, что приводит к малой шкале высот и низкому значению метрики трансмиссионного спектра. Это делает трансмиссионные спектры почти плоскими («серыми»), подобными спектру безатмосферного небесного тела. Немного лучше дела обстоят для планет красных карликов – из-за маленьких размеров дисков красных карликов значение метрики трансмиссионного спектра планет получается выше, а сами спектры – выразительнее и информативнее.

29 августа 2024 года в Архиве электронных препринтов вышли сразу две работы, посвященные наблюдениям атмосферы транзитного суперганимеда L98-59 d. Они обе опирались на одно и то же наблюдение транзита этой планеты, проведенное спектрографом NIRSpec на борту JWST, однако обрабатывали данные независимо с помощью разных алгоритмов, и даже принятые параметры самой планеты у них были разными. Тем не менее, оба коллектива пришли к единому мнению – у L98-59 d есть атмосфера, и она содержит сероводород и/или сернистый газ.

Три внутренние планеты у близкого красного карлика L98-59 (TOI-175) были представлены в марте 2019 года. Почти сразу же методом лучевых скоростей удалось измерить их массы. Параметры планеты L98-59 d приняты следующими: в первой работе (ведущий автор Agnibha Banerjee) масса планеты считается равной 1.94 масс Земли, радиус 1.52 радиуса Земли; во второй работе (ведущий автор Amélie Gressier) масса равна 2.31 ± 0.46 масс Земли, радиус 1.58 ± 0.08 радиусов Земли. Как можно видеть, обе оценки согласуются в пределах погрешностей. L98-59 d вращается вокруг своей звезды на расстоянии 37.1 ± 0.6 звездных радиусов и делает один оборот за 7.45 суток, ее температурный режим близок к температурному режиму Меркурия. 

NIRSpec наблюдал единственный транзит планеты, случившийся 25 июня 2023 года, в лучах с длиной волны от 2.87 до 5.17 мкм. Результат сравнивали с атмосферными моделями, включающими водяной пар, метан, углекислый газ, сероводород, сернистый газ и другие примеси.

В итоге обе группы исследователей обнаружили атмосферу – группа Banerjee с достоверностью 3.5 стандартных отклонений, Amélie Gressier с достоверностью 4.5 стандартных отклонений. В составе атмосферы присутствуют сероводород и/или сернистый газ, что может говорить о продолжающейся вулканической активности на этой планете. Однако, скорее всего, эти газы не являются основными. В качестве основного компонента атмосферы Banerjee с коллегами предлагают азот, Amélie Gressier – водород с гелием. Полученные данные пока слишком неопределенные, чтобы точно оценить объемную долю каждого газа.

---