Astronomai zonduoja mini Neptūno atmosferą

Menininko koncepcija apie mini Neptūno egzoplanetą GJ 3470 b, kertančią raudonąją nykštukę arba einančią priešais ją. Naujame tyrime astronomai naudojo egzoplanetos tranzitus ir užtemimus, kad gautų spektroskopinius duomenis apie egzoplanetos atmosferą. Vaizdas per NASA / ESA / D. ŽAIDĖJAS / „UdeMNouvelles“.

Mūsų Saulės sistemoje nėra planetų tarp Žemės ir Neptūno, tačiau atrodo, kad jos yra paplitusios kitur. Jie yra kryžius tarp mūsų Saulės sistemos uolėtų sausumos planetų ir jos ledo gigantų. Pirmą kartą astronomai sugebėjo išanalizuoti vieno iš šių „vidutinio dydžio“ tolimų pasaulių, kurie, kaip klasė, vadinami mini Neptūnais, atmosferą.

Tarpusavio apžvalgos buvo paskelbtos 2019 m. Liepos 2 d. Per „Hubblesite“, o 2019 m. Liepos 1 d. Paskelbtos žurnale „ Nature Astronomy “.

Planeta yra Gliese 3470 b, mini Neptūnas, skriejantis aplink raudonosios nykštukės žvaigždę. Jis sveria apskaičiuotą 12, 6 Žemės masę, todėl yra daug masyvesnis už Žemę, bet mažiau masyvus nei Neptūnas mūsų Saulės sistemoje (17 Žemės masių). Jei „Gliese 3470 b“ būtų pateiktas mūsų saulės sistemoje, pagal dydį jis gražiai tilptų tarp Žemės ir Neptūno. Manoma, kad planetoje yra didelė uolėta šerdis, palaidota po gilia, gniuždančia vandenilio ir helio atmosfera.

Menininko iliustracija apie „GJ 3470 b“ (viršuje) atmosferą ir interjerą, taip pat tai, kaip sistema galėjo atrodyti, kai aplink žvaigždę (apačioje) vis dar egzistavo žiedinis šiukšlių diskas. Vaizdas per NASA / ESA / L. „Hustak“ (STScI) / „Hubblesite“.

NASA Hablo ir Špicerio kosminių teleskopų dėka mokslininkams pavyko ištirti „Gliese 3470 b“ atmosferą - pirmą kartą tai buvo padaryta tokio tipo planetai. Pasak Bj rn Benneke iš Monrealio universiteto Kanadoje:

Tai didelis atradimas iš planetos formavimo perspektyvos. Planeta skrieja labai arti žvaigždės ir yra daug mažiau masyvi nei Jupiteris - 318 kartų didesnė už Žemės masę, tačiau jai pavyko suaktyvinti pirmykštę vandenilio / helio atmosferą, kurią didžiąja dalimi „neužteršia“ sunkesni elementai. Saulės sistemoje nieko panašaus neturime, ir tai daro ją įspūdinga.

Tyrėjai sugebėjo išanalizuoti atmosferos sudėtį išmatuodami žvaigždės sugertį, kai planeta praėjo prieš žvaigždę, o paskui praėjo už žvaigždės. Kai planeta juda priešais žvaigždę, tai yra tranzitas, lygiai kaip tada, kai mūsų vidinės saulės planetos - Merkurijus ar Venera - gali būti perkeltos pro Saulę, žiūrint iš Žemės. Kai jis pasislenka, tai yra užtemimas. Šie astronomai iš viso stebėjo 12 tranzitų ir 20 užtemimų, suteikdami pakankamai duomenų atmosferai analizuoti naudojant spektroskopiją (naudojant šviesą, kad būtų galima nustatyti atmosferoje esančių dujų cheminius pirštų atspaudus). Kaip sakė Benneke:

Pirmą kartą turime spektroskopinį tokio pasaulio parašą.

Astronomas Bjornas Benneke, per „UdeMNouvelles“.

Taip pat paaiškėjo, kad atmosfera dažniausiai buvo skaidri, tik keletas miglų, todėl jos kompozicijos tyrimą buvo daug lengviau. Anot Benneke, tai šiek tiek nustebino:

Tikėjomės, kad atmosfera bus stipriai praturtinta sunkesniais elementais, tokiais kaip deguonis ir anglis, iš kurių susidaro gausūs vandens garai ir metano dujos, panašiai kaip tai matome Neptūne. Vietoje to, mes radome atmosferą, kuri yra tokia skurdi, kad sunkiųjų elementų, kad jos sudėtis primena vandenilio / helio turtingą saulės sudėtį. Jei planeta būtų susiformavusi toliau nuo žvaigždės, kur gali kondensuotis vanduo ir kiti astronominiai ledai, mes būtume tikėjęsi, kad atmosferoje pamatytų daugiau vandens ir metano.

Menininko koncepcija parodo GJ 3470 b ir Žemės dydžio palyginimą. Vaizdas per „Radialvelocity“ / Vikipedija / CC BY-SA 4.0.

Nors dabar yra daugiau duomenų apie planetą, vis dar kyla klausimas, kaip ji turėtų būti klasifikuojama, sako Bennekas. Ar tai turėtų būti vadinama mini Neptūnu, kaip minėta dabar, ar veikiau super žeme (didesnė nei Žemė, bet mažesnė už tipišką mini Neptūną)?

O gal ši planeta galėtų būti panaši į karštus Jupiterius, milžiniškas planetas, panašias į Jupiterį, bet besisukančias arti jų žvaigždžių? Skirtingai nuo tipiškų karštų Jupiterių, kurie, kaip manoma, formuojasi toli nuo savo žvaigždžių ir vėliau migruoja į vidų, Bennettas mano, kad „Gliese 3470 b“ susiformavo ten, kur jis skrieja šiandien. Jis teoriškai iš pradžių susiformavo kaip sausa uolėta planeta, kuri greitai surenka vandenilį iš aplink žvaigždę esančio aplinkinių dujų ir dulkių disko ir kad diskas, išsisklaidęs prieš planetą, galėtų tapti dar didesnis:

Mes matome objektą, kuris sugebėjo išskirti vandenilį iš protoplanetinio disko, bet neišbėgęs, kad taptų karštu Jupiteriu. Tai intriguojantis režimas. Planeta įstrigo, nes yra Neptūnas.

„Gliese 3470 b“, be abejo, yra tik vienas vidutinio dydžio planetos pavyzdys, tačiau žinant jos atmosferos sudėtį, astronomai padeda suprasti, kaip šie unikalūs pasauliai formavosi ir vystėsi, bent jau bendrąja prasme. Tai svarbu, nes atrodo, kad jie yra viena iš labiausiai paplitusių planetų rūšių.

Artisto artėjančio Džeimso Webbo kosminio teleskopo koncepcija. Jis galės išsamiau nei bet kada anksčiau ištirti „Gliese 3470 b“ ir kitų egzoplanetų atmosferą. Vaizdas per Northrop Grumman / Gizmodo.

Taip pat bus įdomu pamatyti, kaip mini Neptūnai skiriasi nuo superžemių, kurios taip pat yra didesnės nei Žemės dydžio planetos (nuo 0, 8 iki 1, 25 Žemės spindulys), bet šiek tiek mažesnės už mini Neptūnus (nuo 2 iki 4 Žemės spindulių). ). Manoma, kad daugumos superžemių yra uolėti, o kai kurių iš jų paviršiuje gali būti pasauliniai vandenynai, rodo naujausi tyrimai. Manoma, kad kartu su superžemėmis mini Neptūnai yra labiausiai paplitęs planetų tipas mūsų galaktikoje.

Artimiausiu metu būsimasis Džeimso Webbo kosminis teleskopas taip pat apžvelgs „Gliese 3470 b“ ir dar detaliau ištirs jo atmosferą, žiūrėdamas į infraraudonųjų spindulių bangos ilgį. Astronomai stebės GJ 3470 b tranzitą ir užtemimus šviesos bangos ilgiuose, kur atmosferos migla tampa vis skaidresnė.

Apatinė eilutė: pirmą kartą astronomai išanalizavo vidutinio dydžio egzoplanetos atmosferą, kuri yra žymiai didesnė už Žemę, bet mažesnė už Neptūną.

Šaltinis: Neptūno sub-planeta, kurioje atmosferoje yra mažai metalų ir kur trūksta metano, ir Mie išsklaidyti debesys

Per „Habblesite“

„UdeMNouvelles“