Хаббл вперше досліджує атмосферу «Супер-Землі»

Вперше, атмосфера супер-Землі була проаналізована – але не робіть жодних планів на відпустку, щоб її відвідати. Планета знаходиться дуже близько до своєї зірки (піддаючись температурі в 3600 градусів за Фаренгейтом або 2000 за Цельсієм) і має атмосферу, що складається в основному з водню і гелію, подібно до планет – газових гігантів.

Водень і гелій є основними елементами в молодих Сонячних системах, тому що це ті елементи, з яких складаються молоді зірки. Зазвичай, невеликі планети, як правило, втрачають водень і гелій з плином часу в простір, так їх сила тяжіння досить низька; легкі елементи випаровуються завдяки випромінюванню зірки, яка виштовхує їх з атмосфери. газові гіганти можуть утримати ці елементи в зв’язку з їх сильною гравітацією.

Іноді на малих планетах атмосфера з гелію або водню заміщується вторинної атмосферою, так як це сталося на Землі. Наша суміш азоту, кисню і вуглекислого газу, ймовірно з’явилася через внутрішні процесів (таких, як вулканізм) і еволюції рослин.

“Ми не очікували, що планета 55 Рака e збереже велику частину своєї первинної газової атмосфери”, -повідомив Discovery News по електронній пошті після захисту докторської дисертації науковий співробітник Університетського коледжу Лондона Інго Вальдман, який брав участь в дослідженні. Вальдман зазначив, що планета є єдиною відомою супер-Землею з такою високою температурою, але астрономи думали, що вона буде втрачати велику частину своєї атмосфери в зв’язку з інтенсивним випромінюванням своєї батьківської зірки. Чому вона утримує водень і гелій не зрозуміло.

Астрономи мають кілька вимірів планетарних атмосфер за межами сонячної системи, але це газові гіганти, які легше виявити в телескопи. Коли велика планета проходить перед диском своєї зірки, елементи, виявлені в телескопі, трохи змінюються. Ця зміна, як вважають, є атмосферу планети.

Команда вирішила випробувати цей метод для меншою планети, але такою, що перебуває на орбіті яскравої зірки, щоб було легше відрізнити атмосферу планети від елементів батьківської зірки. Сильним кандидатом для цієї роботи є широкоугольная камера 3 (WFC3) космічного телескопа Хаббла, яка була встановлена астронавтами в 2009 році і, як правило, використовується для відстеження зірок або освіти галактик.

“Камера WFC3 на Хабблі є дуже чутливим приладом, початково не призначеним для спостереження яскравих зірок, і прилад буде трохи перетримувати, як камера вашого стільникового телефону, спрямована в бік Сонця”, – сказав Вальдман. “У 2012 році була введена режим сканування для вирішення цієї проблеми. По суті ми тепер швидко перемещаем Хаббл уздовж плями зірки і« розмазує »спектр по детектору. Це вирішує проблему перетримки, але робить аналіз даних дуже складним».

Додатковою проблемою є близьке до зірки відстань 55 Рака e. Вона обертається навколо зірки типу Сонця, яка віддалена лише на 40 світлових років від Землі. Оскільки зірка настільки яскрава, сказав Вальдман, швидкість сканування повинна бути набагато швидше, ніж та, яка була використана раніше. Команда вивчила ситуацію і розробила метод, який може отримати життєздатний сигнал з даних, сигнал, який був досить сильним, щоб виявити елементи в атмосфері маленької планети.

“Якщо ми змогли зробити це за допомогою Хаббла, ми дуже впевнені, що зможемо значно поліпшити вимірювання з майбутніми інструментами”, – сказав Вальдман, вказуючи на майбутній космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) і PLAnetary Transits and Oscillations зірок (PLATO) телескопи в якості прикладів. “Ці кошти наступного покоління зроблять поле екзопланетних спектроскопії широко відкритим і дозволять зрозуміти те, що на сьогоднішній день ми не можемо навіть уявити. Іншими словами, ми дійсно перебуваємо на порозі перенесення планетарної науки з нашої Сонячної системи в Галактику”.

Вальдман каже, що дослідники мають два майбутніх напрямки досліджень: щоб дивитися на атмосфер супер-Землі в більш широкому сенсі, а також робити подальші спостереження 55 Рака е. Там, як видається, є натяки ціаністого водню в атмосфері, але щоб підтвердити це знадобиться телескоп , такий як JWST, який може спостерігати в діапазоні більш довгих хвиль, ніж Хаббл.

Дослідження буде опубліковано в Astrophysical Journal, і тепер попередньо є на сайті публікацій Arxiv.

Ссылка на основную публикацию