Астрономы объяснили «дефицит» горячих нептунов

Как известно, Меркурий является ближайшей к Солнцу планетой. Его орбита проходит на расстоянии около 58 млн км от поверхности нашей звезды. Из-за этого дневная сторона планеты разогрета до температуры в 430 °C. Впрочем, по меркам других звездных систем, условия на Меркурии могут показаться настоящим курортом.

На данный момент времени астрономы нашли множество экзопланет, орбиты которых проходят на расстоянии всего нескольких миллионов км от родительских звезд. Поверхности и атмосферы таких миров разогреты до температур в несколько тысяч градусов. Некоторые из них даже горячее звезд.

Раскаленная экзопланета в представлении художника. Источник: ESO

Как именно планеты попадают на столь экстремально близкие к звездам орбиты, пока что остается дискуссионным вопросом. Другая загадка таких миров связана с «обрывом» в их распределении по размерам. Астрономы давно обратили внимание на то, что им попадаются либо раскаленные газовые гиганты размером с Юпитер, либо же тела, размер которых не превышает 1,5 радиуса Земли (т.н. суперземли). А вот планеты среднего размера, аналогичные Нептуну, встречаются только на некотором удалении от звезд.

В попытке объяснения «обрыва» ученые выдвинули два основных предположения. Либо по каким-то причинам горячие нептуны образуются крайне редко, либо же такие планеты существовали, но затем исчезли. Например, их атмосфера была полностью сдута мощным излучением звезды и они превратились в суперземли.

«Обрыв» в распределении горячих экзопланет. Источник: NASA, ESA and A. Feild (STScI)

Несколько лет тому назад астрономы обратили внимание на теплый нептун GJ 436b. Его орбита проходит на расстоянии около 6 млн км от звезды, а атмосфера разогрета до температуры в 440 °C. Данные телескопа Hubble показали, что газовая оболочка экзопланеты постепенно теряет водород. Вычисленных темпов убегания недостаточно, чтобы угрожать атмосфере GJ 436b в течение времени существования системы. Однако аналогичный мир, получающий куда больше энергии от своей звезды, может эволюционировать более резко.

Недавно астрономы нашли подтверждение этой гипотезе в виде экзопланеты GJ 3470b. Ее орбита также проходит на расстоянии 6 млн км от звезды. Но GJ 3470b вращается вокруг более молодого и активного светила, поэтому ее атмосфера разогрета до температуры в 900 °С. Измерения Hubble показали, что GJ 3470b теряет в 100 раз больше водорода, чем GJ 436b. По оценкам астрономов, за время своего существования (около 2 млрд лет) планета безвозвратно потеряла около 35% газовой оболочки. Это означает, что в будущем она может превратиться в мининептун (тело с плотной атмосферой, чей радиус не превышает 2 земных), или же от нее вовсе останется одно каменное ядро.

GJ 3470b в представлении художника. Источник: NASA, ESA и D. Player (STScI)

Атмосфера GJ 3470b вряд ли состоит лишь из одного водорода. Астрономы планируют продолжить изучение системы, чтобы найти следы  утечки других газов, в частности гелия. По мнению исследователей, покидающие атмосферу GJ 3470b водород и гелий могут «утягивать» с собой и более тяжелые элементы, например углерод.

По материалам: https://www.nasa.gov

источник

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *