Среда, 02.09.2026
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Астрономы увидели потенциальную межзвездную комету
16.09.2019 22:38 Давность: 7 yrs
Категория: Экзопланеты
Количество просмотров: 14668

В атмосфере планеты из обитаемой зоны обнаружен водяной пар



В атмосфере транзитного мини-нептуна K2-18 b, получающего примерно столько же энергии, сколько Земля от Солнца, обнаружен водяной пар и облака из водяного льда.


Владислава Ананьева

Планета K2-18 b была представлена в 2015 году. Это мини-нептун с радиусом 2.71 ± 0.07 радиусов Земли, вращающийся вокруг сравнительно близкого и яркого красного карлика спектрального класса M3 V с орбитальным периодом 32.94004 ± 0.00001 земных суток. Эффективная температура планеты (265 ± 5К в предположении альбедо, равного 0.3) очень близка к эффективной температуре Земли. Масса K2-18 b, определенная методом лучевых скоростей, оценивается в 8.63 ± 1.35 масс Земли, что приводит к средней плотности ~2.4 г/куб.см. К сожалению, эта плотность слишком низка, чтобы планета могла считаться землеподобной.

Яркость родительской звезды (+8.89 в полосе K), оптимальный температурный режим планеты и ее размеры, не имеющие аналогов в Солнечной системе, привлекают к системе K2-18 повышенный интерес. 11 сентября 2019 года в Архиве электронных препринтов было опубликовано сразу две статьи (ведущие авторы Bjorn Benneke и Angelos Tsiaras), посвященные обнаружению в атмосфере планеты водяного пара и облаков из водяного льда.

Чтобы получить трансмиссионный спектр K2-18 b, обе группы исследователей пронаблюдали 8 транзитов планеты с помощью 3-й широкоугольной камеры «Хаббла» (WFC3). Полное время наблюдений составило 6.5 часов. Кроме того, авторы учли наблюдения транзитов K2-18 b в обоих рабочих каналах «Спитцера» (т.е. в лучах с длиной волны 3.6 и 4.5 мкм). В результате был получен трансмиссионный спектр, в котором явно прорисовалась полоса водяного пара вблизи 1.4 мкм. Группа Беннеке обнаружила водяной пар с достоверностью 3.9 сигма, группа Циараса – с достоверностью 3.6 сигма.

Трансмиссионный спектр планеты K2-18 b (из работы Benneke). Экспериментальные точки в интервале от 1.1 до 1.6 мкм – данные «Хаббла», два замера для 3.6 и 4.5 мкм – данные «Спитцера», замер в полосе от 0.5 до 0.9 мкм – данные «Кеплера». Синим цветом показаны различные модели атмосферы мини-нептуна. Заметна полоса водяного пара вблизи 1.4 мкм.

Сравнение трансмиссионного спектра с различными моделями атмосферы мини-нептуна показало, что в атмосфере K2-18 b доминирует водород (этот вывод сделан обеими группами авторов). Отношение O/H оценивается в 1-300 солнечного (наиболее вероятное значение ~20). Верхушки облаков, сложенные кристаллами водяного льда, находятся на уровне давлений 30-300 миллибар (наиболее вероятное значение – 100 миллибар). В нижней толще облаков льдинки тают, а еще ниже идет дождь.

Положение верхушек облаков из водяного льда в зависимости от разного отношения O/H (относительно солнечного) в атмосфере планеты (из работы Benneke).

К сожалению, регистрация таких знакомых и привычных водных облаков на планете, получающей почти столько же энергии, сколько получает Земля от Солнца, не означает ее потенциальной обитаемости. K2-18 b окутана протяженной водородной атмосферой, простирающейся на тысячи километров. Даже если у этой планеты есть твердая поверхность, атмосферное давление там, скорее всего, многократно превышает давление на дне Марианской впадины, а температура высока благодаря мощному парниковому эффекту. Однако открытие водяного пара в атмосфере мини-нептуна открывает дорогу аналогичным поискам в атмосферах планет меньшего размера, по своим свойствам больше напоминающих Землю. 

Детальное изучение состава атмосферы K2-18 b станет возможно с помощью телескопа им. Джеймса Вебба, чей запуск ожидается в 2021 году.

Возможный облик планеты K2-18 b с точки зрения художника НАСА. Кредит изображения: https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/heic1916a.jpg

Комментарии

Комментарии

Вход в систему

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

Забыли пароль?

Межгалактическая среда

Межгалактическое пространство заполнено газом. Его средняя плотность не превышает одного атома на кубический дециметр, однако общая масса межгалактического газа, возможно, превышает массу содержащуюся во всех звездах... [далее]

Rambler's Top100