Экзопланета могла потерять атмосферу, а затем создать новую

12.03.2021 22:34

Экзопланета могла потерять атмосферу, а затем создать новую

Спустя пять лет после открытия одна из самых захватывающих экзопланет Млечного Пути стала еще более интригующей. GJ 1132 b, когда-то считавшаяся одной из самых важных планет за пределами Солнечной системы, похоже, потеряла свою атмосферу. Но с тех пор выросла новая.

Это может быть первый раз, когда мы идентифицировали экзопланету, которая значительно изменила свою атмосферу из-за вулканической активности.

Это не только позволило ученым изучить магматический состав экзопланеты путем изучения ее атмосферы, но и повысило вероятность того, что гораздо больше таких экзопланет могут иметь атмосферы, которые мы могли бы исследовать.

"Это супер захватывающе, потому что мы считаем, что атмосфера, которую мы видим сейчас, была регенерирована, поэтому она могла быть вторичной атмосферой", - сказала астроном Раисса Эстрела из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в Пасадене, Калифорния.

"Сначала мы подумали, что эти сильно облученные планеты могут быть довольно скучными, потому что мы считали, что они потеряли свою атмосферу. Но мы посмотрели на существующие наблюдения этой планеты с Хабблом и сказали: О нет, там есть атмосфера".

GJ 1132 b стал загадкой для ученых. Об его открытии было объявлено в 2015 году с большой помпой. Это скалистый мир, в 1,66 раза больше массы и в 1,16 раза больше Земли - всего в 41 световом году от нас. Астрономы думали, что его изучение может помочь нам лучше понять каменистые планеты в нашей Солнечной системе (такие как Земля, Венера и Марс ).

Однако есть некоторые важные отличия. GJ 1132 b находится на 1,6-дневной орбите вокруг своей звезды-хозяина, GJ 1132. Хотя GJ 1132, маленький красный карлик, намного холоднее и тусклее, чем Солнце, его температура все равно будет невероятно высокой - около 257 ° C. Кроме того, на GJ 1132 b будет в 19 раз больше звездного излучения, чем Земля получает от Солнца.

Кроме того, считается, что GJ 1132 b возникла как экзопланета, совершенно отличная от Земли, Марса и Венеры. Астрономы полагают, что экзопланета началась как мини-Нептун - меньше Нептуна, но больше Земли - и то, что осталось, - это скалистое ядро ​​после того, как его первоначальная водородная атмосфера была испарена звездным излучением в течение 5 миллиардов лет жизни экзопланеты, просочившись прочь всего несколько сотен миллионов лет.

Затем астрономы использовали телескоп MPG / ESO в Чили, чтобы наблюдать за экзопланетой, когда она проходила между нами и своей звездой. Эти транзиты вызывают слабые провалы в свете звезд, но, если у экзопланеты есть атмосфера, некоторые длины волн света могут поглощаться или испускаться атомами в атмосфере, показывая присутствие различных элементов.

Согласно данным MPG / ESO, у GJ 1132 b действительно была атмосфера - и она казалась богатой водородом, что соответствовало сценарию мини-Нептуна.

Теперь, более пристальный взгляд на экзопланету с помощью космического телескопа Хаббла перевернул это представление с ног на голову.

Данные Хаббла показали, что это не просто водородная атмосфера, которую таит в себе GJ 1132 b. Вместо этого это сложная смесь водорода, цианистого водорода, метана и аммиака с густой углеводородной дымкой, похожей на смог Земли.

По данным команды, атмосферное давление у поверхности аналогично атмосферному давлению Земли. Поскольку эта атмосфера все еще просачивается в космос, это кажется довольно удивительным.

Чтобы понять, что происходит, команда обратилась к компьютерному моделированию. Кажется, наиболее вероятным объяснением является то, что первоначальная водородная атмосфера GJ 1132 b была поглощена океаном расплавленной магмы, покрывавшей экзопланету, когда она была еще очень молодой.

Хотя поверхность экзопланеты к настоящему времени остыла, ее внутренняя часть все еще теплая и активная, поскольку гравитационное взаимодействие со звездой делает ее горячей и мягкой. Вулканическая активность высвобождает этот водород, среди других элементов, чтобы сформировать новую атмосферу. Когда атмосфера уходит прочь, она пополняется водородом, все еще хранящимся в мантии GJ 1132 b.

Это открытие может объяснить, почему существует так много мини-Нептунов. Это также может означать, что начало жизни в виде мини-Нептуна - это один из путей к созданию таких миров, как Земля, Венера и Марс, - каменистых, вулканически активных (по крайней мере, когда-то) и содержащих атмосферу.

"Сколько планет земной группы не начинаются как земные? Некоторые из них могут начаться как суб-Нептуны, и они становятся земными через механизм, который испаряет изначальную атмосферу. Этот процесс работает на ранних этапах жизни планеты, когда звезда горячее", - сказал астроном Марк Суэйн из JPL, ведущий автор исследования.

"Затем звезда остывает, и планета просто сидит там. Итак, у вас есть этот механизм, с помощью которого вы можете готовить атмосферу в первые 100 миллионов лет, а затем все успокаивается. И если вы сможете восстановить атмосферу, возможно, вы могу оставить его себе".

Это также очень интересно само по себе. Состав атмосферы GJ 1132 b, даже с учетом ограниченных наблюдений, которые мы смогли получить, раскрывает геологические процессы внутри экзопланеты на расстоянии 41 светового года от нас. Это дико, но также предполагает, что мы сможем узнать еще больше, когда появятся инструменты следующего поколения, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба.

"Эта вторая атмосфера исходит с поверхности и изнутри планеты, и поэтому она является окном в геологию другого мира", - сказал астроном Пол Риммер из Кембриджского университета в Великобритании.

"Необходимо проделать еще много работы, чтобы правильно рассмотреть его, но открытие этого окна имеет большое значение".

Напомним, ранее сообщалось, что найдена самая негостеприимная планета.

Источник

Редакция: | Карта сайта: XML | HTML | SM
2013-2021 © "МехКорпс — роботы и киборги". Все права защищены.