Какие из планет далеких систем имеют оболочку из водорода и гелия? Как долго способны планеты удерживать свою атмосферу? На эти и многие другие вопросы исследователи станут искать ответ при помощи новой методики. И первое открытие они уже сделали.
Экзопланета WASP-107b перед своей звездой. Фото: ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser.
Астрономам впервые удалось подтвердить наличие инертного газа гелия в атмосфере планеты, расположенной в другой планетной системе. Эту экзопланету окутывает гелиевое облако, простирающееся в космос на десятки тысяч километров. Группа ученых под руководством Джессики Спейк из университета Эксетера (Великобритания) представила результаты проведенных ими измерений в научном журнале Nature.
После водорода гелий является вторым по распространенности во вселенной элементом. Газовые гиганты Юпитер и Сатурн в нашей Солнечной системе в значительной мере состоят именно из гелия. И астрономы уже давно предполагали наличие этого благородного газа и в атмосферах далеких газообразных экзопланет. Но до сих пор доказать его присутствие там не удавалось, говорится в сообщении университета.
По размеру почти как Юпитер
Команда Джессики Спейк вплотную занялась удаленной от нас примерно на 200 световых лет экзопланетой, обозначенной в каталоге под номером WASP-107b, которая обращается вокруг своей звезды в созвездии Девы. Открытая в прошлом году планета по размерам почти равна Юпитеру, крупнейшей планете Солнечной системы, но обладает лишь примерно одной восьмой его массы. Расположена она очень близко к своей звезде и обращается вокруг нее всего за 5,7 дней – это хорошо видно астрономам с Земли, так как она при этом регулярно проходит перед звездой. А во время этих транзитов ее оболочка просвечивается светом звезды.
Химические элементы газовой оболочки поглощают свет звезды в характерных для них волновых диапазонах, оставляя таким образом свои «отпечатки пальцев» в излучении звезды. В поисках гелия во внешней газовой оболочке планеты ученые изучили инфракрасный спектр света звезды на наличие характерных спектральных линий, не принимая во внимание ультрафиолетовый диапазон, который обычно и изучается при подобных исследованиях. И именно таким образом впервые удалось определить сигнал, характерный для гелия.
«Гелий простирается далеко в космическое пространство»
В случае с планетой WASP-107b сигнал гелия оказался особенно выраженным, что указывает на широкое распространение инертного газа вокруг планеты. «Обнаруженный нами гелий простирается далеко в космическое пространство в виде облака, окружающего планету», - объясняет соавтор Том Эванс из университета Эксетера. Исследователи исходят из того, что атмосфера по причине малой гравитации планеты медленно утекает в космос, вследствие чего планета за миллиард лет теряет от 0,1 до 4 процентов своей общей массы.
Астрономы считают, что разработанная ими новая методика даст возможность анализировать атмосферы экзопланет земных размеров в отдаленных регионах Млечного пути. «Мы надеемся, что эта техника сможет использоваться и для работы с будущим космическим телескопом James-Webb, чтобы, например, узнать, какие виды планет обладают оболочками из водорода и гелия, а также как долго планеты смогут удерживать свои атмосферы», - рассказывает Спейк. - «Благодаря измерениям в спектре ультракрасного света, мы сможем значительно дальше заглядывать в глубины космоса, чем при использовании ультрафиолетового диапазона».
0
