< SDO наблюдает магнитную арку над поверхностью Солнца

Нет утечки водорода из экзосферы теплого мини-нептуна HD 97658 b

Наблюдения на «Хаббле» транзитов мини-нептуна HD 97658 b в линии атомарного водорода Лайман альфа показали отсутствие у этой планеты обширной водородной короны. Темпы истечения водорода из экзосферы планеты не превышают 100 тонн в секунду.

---

Владислава Ананьева

Планета HD 97658 b была открыта в конце 2010 года методом измерения лучевых скоростей родительской звезды. Хотя геометрическая вероятность транзитной конфигурации составляла всего 4%, ученым повезло – в сентябре 2011 года было объявлено об открытии транзитов этой планеты. Наблюдения транзитов позволили существенно уточнить все параметры HD 97658 b – определить ее истинную массу, радиус и среднюю плотность. Масса планеты оказалась равной 7.55 ± 0.8 масс Земли, радиус – 2.25 ± 0.1 радиусов Земли (по другим данным – 2.39 радиусов Земли). Средняя плотность планеты составила 3.9 ^+0.7/_-0.6 г/куб.см. Мини-нептун вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптической орбите (эксцентриситет ~0.078) на среднем расстоянии 0.08 а.е. и делает один оборот за 9.49 земных суток. Эффективная температура планеты оценивается в ~725K.

Такая средняя плотность совместима с широким спектром вариантов внутреннего строения HD 97658 b. Планета может оказаться океанидой, богатой водяным льдом, а может состоять из каменного ядра и протяженной водородной оболочки. Ее может окружать как водородно-гелиевая атмосфера, так и относительно компактная атмосфера из более тяжелых газов. 

16 сентября 2016 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья, посвященная наблюдениям транзитов HD 97658 b в линии атомарного водорода Лайман альфа с помощью ультрафиолетовой камеры STIS космического телескопа им. Хаббла. Наблюдения транзитов в резонансных линиях позволяет изучать протяженные разреженные короны транзитных планет. Так, наблюдения транзитов горячих гигантов HD 209458 b и HD 189733 b в линии Лайман альфа позволили открыть горячие экзосферы этих планет и оценить темпы истечения из них водорода в космос. Глубина транзитов горячего нептуна GJ 436 b в линии Лайман альфа достигает 60%! Все это говорит о мощности и высокой чувствительности данного метода.

«Хаббл» наблюдал звезду HD 97658 трижды – в апреле и декабре 2015 года и в марте 2016 года. Никаких признаков протяженной водородной короны или истечения водорода из атмосферы обнаружить не удалось. Темпы потерь водорода из атмосферы мини-нептуна HD 97658 b не превышают 100 тонн в секунду (с достоверностью 3 сигма).

Этот результат, конечно, не означает, что в атмосфере HD 97658 b совсем нет водорода. Возможно, он там есть в количестве, не превышающем 12-36%. Другой вариант – по каким-то причинам эффективность нагрева верхней атмосферы планеты HD 97658 b ультрафиолетовым светом звезды оказывается низкой. Третья версия – если от родительской звезды дует сильный и быстрый звездный ветер, атомы водорода из экзосферы оказываются ионизованы и не видны в линии Лайман альфа. Будущие наблюдения покажут, какая из гипотез ближе к истине.

Источник: https://arxiv.org/pdf/1609.04416.pdf

---