Надгаряча Суперземля втратила свою атмосферу

GJ 1252 b, скелясту «суперземлю», виявлену в 2020 році, було розглянуто ближче, і астрономи виявили, що екзопланета може мати дуже мінімальну атмосферу або, можливо, взагалі не мати атмосфери.

Планета, яка обертається навколо зірки М-типу, є «найменшою екзопланетою, для якої ми маємо такі жорсткі обмеження щодо її атмосфери, за словами Яна Кроссфілда, астронома і доцента Канзаського університету.

Ключові факти

Астрономи часто виявляють і вивчають екзопланети, спостерігаючи, скільки світла блокують планети, коли вони проходять перед зірками-господарями, метод, відомий як «метод транзиту». GJ 1252 b, екзопланета на відстані приблизно 65 світлових років із радіусом, що в 1,18 разів більший за Землю, була відкрита за допомогою цього методу за допомогою супутника NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) у 2020 році. Астрономи в цьому новому дослідженні спостерігали екзопланету за допомогою космічного телескопа Spitzer, і змогли ближче розглянути планету та її атмосферу.

За допомогою Спітцера команда виявила вторинне затемнення, яке відбувається, коли планета проходить позаду зірки, і світло планети, яке походить від її власного інфрачервоного випромінювання (або тепла), а також світло, відбите від зірки, блокується.

Деталі

Астрономи, які шукають ознаки життя в космосі, зосереджуються на низці різних деталей екзопланет. Багато з цих деталей служать для порівняння між екзопланетою та Землею, оскільки Земля залишається єдиною планетою, де ми підтвердили наявність життя.

GJ 1252 b не набагато більша за Землю, але вона набагато гарячіша, оскільки знаходиться ближче до своєї зірки, і, як виявили астрономи в цьому дослідженні, їй не вистачає значної частини атмосфери.

«Ми тільки починаємо дізнаватися, як часто та за яких обставин кам’янисті планети можуть зберігати свою атмосферу, — сказала астроном і співавтор дослідження Лаура Крейдберг, директор відділу фізики атмосфери екзопланет (відділ APEx Інституту Макса Планка). – Це вимірювання свідчить про те, що для найгарячіших планет малоймовірно, що товста атмосфера зазвичай виживає”.

Екстремальні температури

Щоб визначити, якою може бути атмосфера екзопланети (якщо вона є), астрономи виміряли інфрачервоне випромінювання від GJ 1252 b, оскільки її світло було затемнено під час вторинного затемнення. Ці спостереження показали спекотну денну температуру на планеті, яка, за оцінками, сягає 1228 градусів за Цельсієм. Насправді GJ 1252 b настільки гаряча, що золото, срібло та мідь розплавляться на планеті.

Очікувані температури екзопланети в порівнянні з атмосферними моделями свідчать про те, що тиск на поверхні планети, ймовірно, становить менше 10 бар (для довідки, тиск на поверхні Землі становить приблизно 1 бар). У той час як надзвичайно високі температури планети ускладнять формування атмосфери. щоб бути стабільною протягом тривалого часу, можливо, що ця екзопланета може мати атмосферу з такою ж щільністю, як земна, атмосферу в 10 разів щільнішу за земну або навіть взагалі не мати атмосфери.

Враховуючи екстремальні температури та низький поверхневий тиск, астрономи з цієї команди передбачили, що GJ 1252 b, ймовірно, взагалі не має атмосфери. На даний момент це найменша екзопланета, для якої вчені мають таке чітке уявлення про її атмосферу.

Цікаві факти

GJ 1252b — це екзопланета, яку вперше було виявлено за допомогою TESS, а потім було детальніше досліджено за допомогою Spitzer перед завершенням місії телескопа в 2020 році. З подальшими дослідженнями за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) команда могла б накласти ще жорсткіші обмеження на атмосферу цієї планети.

«У той час Spitzer був єдиним об’єктом у відомому Всесвіті, який міг робити такі вимірювання. Зараз Spitzer вимкнено, але JWST є, і на цих довжинах хвиль він набагато чутливіший, ніж Spitzer. Тож те, що нам було важко зробити зі Spitzer, ми тепер можемо почати робити легко й для більшої кількості скелястих планет за допомогою JWST», — заявив Кроссфілд.

«Спостереження JWST в інфрачервоному діапазоні можуть виявити властивості поверхні таких гарячих кам’янистих планет, як ця. Різні типи породи мають різні спектральні сигнатури, тому ми потенційно можемо дізнатися, з якого типу породи складається GJ 1252b», — додав Крейдберг.

Подальше вивчення GJ 1252 b за допомогою JWST представляє захоплюючу можливість для вчених, оскільки було б цікаво підтвердити наявність атмосфери на такій маленькій і гарячій екзопланеті, а також було б захоплююче дослідити склад такої планети, як ця, де взагалі немає атмосфери.