Суббота, 14.12.2019
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Астрономы увидели потенциальную межзвездную комету
16.09.2019 22:38 Давность: 89 days
Категория: Экзопланеты
Количество просмотров: 1145

В атмосфере планеты из обитаемой зоны обнаружен водяной пар



В атмосфере транзитного мини-нептуна K2-18 b, получающего примерно столько же энергии, сколько Земля от Солнца, обнаружен водяной пар и облака из водяного льда.


Владислава Ананьева

Планета K2-18 b была представлена в 2015 году. Это мини-нептун с радиусом 2.71 ± 0.07 радиусов Земли, вращающийся вокруг сравнительно близкого и яркого красного карлика спектрального класса M3 V с орбитальным периодом 32.94004 ± 0.00001 земных суток. Эффективная температура планеты (265 ± 5К в предположении альбедо, равного 0.3) очень близка к эффективной температуре Земли. Масса K2-18 b, определенная методом лучевых скоростей, оценивается в 8.63 ± 1.35 масс Земли, что приводит к средней плотности ~2.4 г/куб.см. К сожалению, эта плотность слишком низка, чтобы планета могла считаться землеподобной.

Яркость родительской звезды (+8.89 в полосе K), оптимальный температурный режим планеты и ее размеры, не имеющие аналогов в Солнечной системе, привлекают к системе K2-18 повышенный интерес. 11 сентября 2019 года в Архиве электронных препринтов было опубликовано сразу две статьи (ведущие авторы Bjorn Benneke и Angelos Tsiaras), посвященные обнаружению в атмосфере планеты водяного пара и облаков из водяного льда.

Чтобы получить трансмиссионный спектр K2-18 b, обе группы исследователей пронаблюдали 8 транзитов планеты с помощью 3-й широкоугольной камеры «Хаббла» (WFC3). Полное время наблюдений составило 6.5 часов. Кроме того, авторы учли наблюдения транзитов K2-18 b в обоих рабочих каналах «Спитцера» (т.е. в лучах с длиной волны 3.6 и 4.5 мкм). В результате был получен трансмиссионный спектр, в котором явно прорисовалась полоса водяного пара вблизи 1.4 мкм. Группа Беннеке обнаружила водяной пар с достоверностью 3.9 сигма, группа Циараса – с достоверностью 3.6 сигма.

Трансмиссионный спектр планеты K2-18 b (из работы Benneke). Экспериментальные точки в интервале от 1.1 до 1.6 мкм – данные «Хаббла», два замера для 3.6 и 4.5 мкм – данные «Спитцера», замер в полосе от 0.5 до 0.9 мкм – данные «Кеплера». Синим цветом показаны различные модели атмосферы мини-нептуна. Заметна полоса водяного пара вблизи 1.4 мкм.

Сравнение трансмиссионного спектра с различными моделями атмосферы мини-нептуна показало, что в атмосфере K2-18 b доминирует водород (этот вывод сделан обеими группами авторов). Отношение O/H оценивается в 1-300 солнечного (наиболее вероятное значение ~20). Верхушки облаков, сложенные кристаллами водяного льда, находятся на уровне давлений 30-300 миллибар (наиболее вероятное значение – 100 миллибар). В нижней толще облаков льдинки тают, а еще ниже идет дождь.

Положение верхушек облаков из водяного льда в зависимости от разного отношения O/H (относительно солнечного) в атмосфере планеты (из работы Benneke).

К сожалению, регистрация таких знакомых и привычных водных облаков на планете, получающей почти столько же энергии, сколько получает Земля от Солнца, не означает ее потенциальной обитаемости. K2-18 b окутана протяженной водородной атмосферой, простирающейся на тысячи километров. Даже если у этой планеты есть твердая поверхность, атмосферное давление там, скорее всего, многократно превышает давление на дне Марианской впадины, а температура высока благодаря мощному парниковому эффекту. Однако открытие водяного пара в атмосфере мини-нептуна открывает дорогу аналогичным поискам в атмосферах планет меньшего размера, по своим свойствам больше напоминающих Землю. 

Детальное изучение состава атмосферы K2-18 b станет возможно с помощью телескопа им. Джеймса Вебба, чей запуск ожидается в 2021 году.

Возможный облик планеты K2-18 b с точки зрения художника НАСА. Кредит изображения: https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/heic1916a.jpg

Комментарии

Комментарии

Вход в систему

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

Забыли пароль?

Парад планет

Среди широкой общественности имеется повышенный интерес к периодическому явлению, называемому в средствах массовой информации «Парадом планет». Оно состоит в том, что некоторые из девяти больших планет Солнечной системы оказываются на... [далее]

Rambler's Top100