Понедельник, 12.04.2021
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< 5 лет российско-европейской миссии ExoMars-2016
16.03.2021 22:18 Давность: 26 days
Категория: Экзопланеты
Количество просмотров: 160

Вторичная атмосфера суперземли GJ 1132 b состоит преимущественно из водорода



Наблюдения транзитов суперземли GJ 1132 b с помощью третьей широкоугольной камеры «Хаббла» (WFC3) позволили определить состав атмосферы этой планеты. Атмосфера оказалась преимущественно водородной с примесью азота, метана и сильнильной кислоты, с плотной дымкой на уровне давления ~1 миллибар.


Владислава Ананьева

Транзитная суперземля GJ 1132 b была открыта в 2015 году. По уточненным данным, ее масса оценивается в 1.66 ± 0.23 масс Земли, радиус – в 1.16 ± 0.11 радиусов Земли, что приводит к средней плотности 6.3 ± 1.3 г/куб.см, совместимой с железокаменным составом. Планета вращается вокруг красного карлика спектрального класса M4.5 V, поэтому, несмотря на свою тесную орбиту (орбитальный период всего 1.63 земных суток), нагрета довольно умеренно: ее эффективная температура составляет 529 ± 9 К. 

В конце 2016 года было показано, что GJ 1132 b окружена плотной атмосферой – ее видимый радиус при наблюдениях на разных длинах волн различался на 4 стандартных отклонения. Однако состав атмосферы в тот момент определить не удалось – ни одна из предложенных моделей не смогла удовлетворительно описать имеющиеся данные. Исследователи наблюдали транзиты GJ 1132 b с Земли – с помощью 2.2-метрового телескопа MPG, установленного на Южно-Европейской обсерватории в Ла Силья, поэтому трансмиссионный спектр планеты был загрязнен теллурическими линиями. 

Чтобы избежать влияния земной атмосферы, систему GJ 1132 пронаблюдали на «Хаббле». 11 марта 2021 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная результатам этих наблюдений. С помощью третьей широкоугольной камеры «Хаббла» удалось построить трансмиссионный спектр GJ 1132 b в полосе от 1.15 до 1.65 мкм. Спектр содержал сильную полосу синильной кислоты HCN вблизи 1.53 мкм, две слабые линии метана и общую тенденцию – увеличение видимого радиуса планеты с уменьшением длины волны, соотнесенное исследователями с рэлеевским рассеянием на мелких частицах дымки. Масштаб спектральных особенностей соответствовал атмосфере с низкой средней молекулярной массой (менее 5), т.е. преимущественно водородной. Кроме водорода, атмосфера GJ 1132 b содержит, по всей видимости, до 8% азота, несколько процентов гелия, и примерно по полпроцента метана и синильной кислоты. Углекислого газа и ацетилена не обнаружено.

Трансмиссионный спектр планеты GJ 1132 b. Серо-голубой линией показана модель, наилучшим образом описывающая наблюдательные данные.

По расчетам авторов статьи, эта атмосфера не может быть первичной, т.е. захваченной из протопланетного диска. Из-за близости к звезде первичная водородно-гелиевая атмосфера GJ 1132 b должна была быть утрачена в первые сотни миллионов лет существования этой системы, в период бурной звездной активности. При этом значительная доля молекулярного водорода должна была раствориться в лавовом океане и затем постепенно сформировать вторичную атмосферу, когда активность звезды снизилась. По всей видимости, процессы дегазации в результате вулканических извержений продолжаются и по сей день. Источником вулканической активности авторы называют приливный разогрев, обусловленный гравитационными возмущениями орбиты со стороны планеты GJ 1132 c.

Дымка, верхняя граница которой располагается на уровне ~1 мбар, может скрадывать другие спектральные особенности, например, полосы водяного пара. Состав дымки неизвестен, однако фотохимические реакции метана с азотом должны приводить к появлению толинов аналогично дымке в атмосфере Титана. 

Будущие наблюдения GJ 1132 b на JWST позволят оценить количество и других примесей – прежде всего воды, углекислоты и угарного газа. Это позволит определить отношение C/O в атмосфере планеты и уточнить химию взаимодействия атмосферы и поверхности.

Источник: https://arxiv.org/pdf/2103.05657.pdf


Комментарии

Комментарии

Вход в систему

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

Забыли пароль?

Астролябия

(от астро.. и от греч. labe - захватывание) Угломерный инструмент, изобретенный более тысячи лет назад и широко применявшийся в астрономии до конца XVIII века... [далее]

Rambler's Top100