Вторник, 23.04.2024
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Загадочные облака Титана
23.12.2016 00:15 Давность: 7 yrs
Категория: Экзопланеты
Количество просмотров: 6704

У планеты GJ 1132 b обнаружена атмосфера



Методами трансмиссионной спектроскопии у небольшой планеты GJ 1132 b обнаружена протяженная атмосфера, содержащая водяной пар.


Владислава Ананьева

Красные карлики – самые распространенные звезды в нашей Галактике (а скорее всего, и во вселенной вообще). Планетные системы красных карликов многочисленны и разнообразны, однако преобладают в них планеты по размерам и массе меньше Нептуна, т.е. земли и суперземли. Из-за низкой светимости обитаемая зона красных карликов расположена близко к звезде, планеты в обитаемой зоне имеют орбитальный период в несколько (или несколько десятков) земных суток. Наконец, небольшая масса красных карликов делает их отклик на гравитационное влияние планеты более заметным, а малый радиус помогает обнаружить транзиты небольших планет. Все это делает близкие (и оттого достаточно яркие) красные карлики привлекательной целью для поиска рядом с ними планет, в том числе в обитаемой зоне.

GJ 1132 – сравнительно близкий красный карлик спектрального класса M4 V, он удален от нас на ~12 пк. В 2015 году рядом с ним была обнаружена планета земного типа массой 1.6 ± 0.6 радиусов Земли и радиусом ~1.2 радиусов Земли. Эффективная температура планеты оценивалась авторами открытия в ~580K для нулевого альбедо и ~410K для альбедо, равного 0.75. Тем самым GJ 1132 b оказывается одной из самых близких, небольших и прохладных транзитных экзопланет, а ее изучение представляет особый интерес. 

С 14 января по 17 мая 2016 года звезду GJ 1132 наблюдали с помощью инструмента GROND, установленного на 2.2-метровом телескопе MPG Южно-Европейской обсерватории в Ла Силья, Чили. Наблюдения велись в семи полосах видимого и инфракрасного диапазона. Сравнение глубины транзитов в разных спектральных полосах позволило получить грубый трансмиссионный спектр GJ 1132 b.

При анализе было учтено наличие звезды фона на расстоянии 6.5 угловых секунд от GJ 1132, ее вклад составляет ~1.2% в зеленых лучах и ~0.5% в красных. 

Как оказалось, радиус звезды GJ 1132 несколько больше, чем привели первооткрыватели планеты – 0.25 солнечных радиусов против 0.207. Соответственно, увеличился и радиус планеты – с ~1.2 до 1.44 ± 0.21 радиусов Земли. Масса планеты изменилась незначительно и теперь составляет 1.63 ± 0.54 земных масс, в прекрасном согласии с величиной, полученной первооткрывателями. В результате средняя плотность GJ 1132 b упала почти вдвое – с 6.0 ± 2.5 г/куб.см до 3.0 +2.2/-1.3 г/куб.см.

Самое интересное – измерение радиуса планеты в различных спектральных полосах показало рассогласование, достигающее 4.1 стандартных отклонения! Радиус планеты в спектральной полосе K (2.165 ± 0.57 мкм) оказался существенно больше, чем на остальных длинах волн, а в полосе H (1.645 ± 0.42 мкм), напротив, меньше.

Радиус планеты, измеренный по глубине транзита в разных спектральных полосах.

Замечу, что большинство других небольших экзопланет, для которых были получены трансмиссионные спектры, являются «серыми», т.е. их спектры лишены деталей, а радиусы примерно одинаковы для всех длин волн.

Авторы исследования учли влияние пятен на поверхности звезды, пересекаемых планетой во время транзита. В частности, глубина разных транзитов в одной и той же спектральной полосе в разные дни заметно различалась. Однако и после учета пятен радиус планеты в полосе z (913 ± 137 нм) оказался заметно больше, чем в белом свете. Авторы пришли к выводу, что это отличие вызвано наличием у планеты GJ 1132 b протяженной атмосферы, содержащей водяной пар и/или метан. Они рассчитали трансмиссионный спектр планеты в предположении, что ее атмосфера состоит из водорода с примесью водяного пара (количество пара варьировалось от 0.1 до 20%), однако экспериментальные точки довольно плохо ложатся на предложенный график. В оптическом диапазоне наблюдательным данным лучше всего соответствует водородная атмосфера, содержащая 1-10% водяного пара, но в ИК-диапазоне непрозрачность газа определяется другими примесями (какими – пока неясно). 

Теоретический трансмиссионный спектр планеты с водородной атмосферой, содержащей примесь водяного пара. Наблюдательные данные показаны красным цветом.

Авторы надеются получить более подробную трансмиссионную спектроскопию GJ 1132 b на «Хаббле» с помощью третьей широкоугольной камеры (WFC3) в диапазоне 1.1-1.8 мкм, а также призывают провести аналогичные наблюдения в лучах короче 500 нм для лучшего понимания состава атмосферы этой планеты.

Планета GJ 1132 b (показана красным цветом) на плоскости «масса – радиус» среди других транзитных экзопланет небольшой массы. Цветными линиями показаны теоретические зависимости «масса-радиус» для (сверху вниз) чисто водяных, чисто силикатных и чисто железных планет.

Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Небесная...

механика. Наука, изучающая законы движения космический тел с целью вычисления элементов их орбит, а также... [далее]

Rambler's Top100