Астрономы обнаружили планету с плотной, непригодной для жизни атмосферой и ледяным ядром

Астрономы обнаружили вторую сверхземлю[1], они определили её массу и радиус, что проливает свет на её строение. Это также первая сверхземля, у которой обнаружили атмосферу. Эта экзопланета, обращающаяся вокруг маленькой звезды всего лишь в 40 световых годах от нас, открывает новые перспективы в поисках обитаемых миров. Планета GJ 1214b имеет массу в шесть раз больше Земли и её недра должны в основном состоять из водяного льда. Поверхность должна быть довольно тёплой, окружённой плотной атмосферой, что делает её непригодной для такой жизни, какую мы знаем на Земле.

В выпуске журнала Nature, вышедшем на этой неделе, астрономы сообщили об открытии планеты, которая вращается вокруг звезды с малой массой GJ1214[2], расположенной недалеко от нас. Это второй раз, когда сверхземля была обнаружена транзитным методом, после недавнего открытия планеты Corot-7b[3]. Транзит или прохождение происходит, если орбита планеты расположена таким образом, что мы можем видеть планету, проходящую по диску звезды. Открытая планета имеет массу в шесть раз больше земной и в 2,7 раза больший радиус, и, таким образом, занимает положение между Землей и ледяными гигантами солнечной системы – Ураном и Нептуном.

Хотя масса GJ1214b примерно равна массе Corot-7b, её радиус значительно больше, что предполагает разное строение этих планет. В то время как Corot-7b имеет предположительно каменное ядро и покрыта лавой, астрономы полагают, что GJ1214b на три четверти состоит из водяного льда, а остальная часть планеты состоит из кремния и железа.

Период обращения GJ1214b вокруг звезды составляет 38 часов, а расстояние до нее всего два миллиона километров, что в 70 раз ближе, чем расстояние от Земли до Солнца. “Малое расстояние до звезды предполагает, что температура поверхности планеты должна составлять порядка 200 градусов по Цельсию, что слишком горячо, чтобы вода находилась в жидком состоянии”, – заявил Дэвид Шарбонно, основной автор статьи, сообщающей об открытии.

Когда астрономы сравнили измеренный радиус GJ1214b с предсказаниями теоретической модели, выяснилось, что он больше предсказываемого теорией. Это объясняется тем, что свет звезд закрывает не только твердая поверхность планеты, но и двухсоткилометровый слой атмосферы. “Атмосфера планеты более плотная, чем земная, поэтому известные нам формы жизни не смогут выжить в условиях высокого давления и отсутствия света”, – пояснил Шарбоно, – “однако такие условия представляют значительный интерес, так как в них могут протекать весьма интересные химические процессы”.

“Планета слишком горяча, чтобы удерживать атмосферу долгое время и поэтому GJ1214b впервые дает нам возможность изучить атмосферу мира, обращающегося вокруг другой звезды, которая сформировалась совсем недавно”, – добавил ещё один автор, Ксавье Бонфис. “Поскольку планета находится недалеко от нас, изучение её атмосферы можно проводить уже имеющимися средствами”.

Впервые эта планета была открыта в качестве “транзитного объекта” проектом MEarth, в рамках которого осуществляется наблюдение за 2000 карликовыми звездами [4]. Для подтверждения того, что GJ1214b является планетой и определения её массы (с помощью так называемого эффекта Доплера), астрономам потребовались использовать на пределе точности спектрограф HARPS, установленный на 3,6-метровом телескопе в Ла Силла, принадлежащем ESO (Южной Европейской Обсерватории).

“Это вторая экзопланета класса “сверхземля”, для которой удалось определить массу и радиус, что позволило выяснить плотность планеты и сделать выводы относительно её внутреннего строения”, – добавила соавтор Стефан Удри. “В обоих случаях, данные, полученные спектрометром HARPS, стали ключевыми”.

“Разница в строении между этими двумя планетами имеет непосредственное отношение к вопросу об обитаемых мирах”, – заключил Шарбонно. Если большинство планет класса “сверхземля” окружено атмосферой, сходной с таковой на GJ1214b, возникновение на них жизни в том виде, в котором мы её знаем, представляется мало возможным.

Примечания

[1] Сверхземлей называют планеты, имеющие массу от 1 до 10 земных. Экзопланета – планета, обращающаяся вокруг звезды отличной от Солнца.

[2] Звезда GJ1214 в пять раз меньше Солнца и в триста раз менее яркая.

[3] Corot-7b – самая маленькая и самая быстро обращающаяся по орбите экзопланета, имеющая примерно такую же плотность, как и Земля, что подразумевает твердый, каменистый мир. Была обнаружена в качестве “транзитного объекта” спутником CoRoT. Природа планеты была установлена спектрометром HARPS (ESO 33/09).

[4] Проект MEarth использует массив из восьми небольших телескопов, диаметрами по 40 сантиметров, расположенных на горе Хопкинс в Аризоне, США. MEarth ищет звезды с переменной яркостью. Цель проекта – обнаружить планеты, проходящие по диску звезды. В результате такого мини-затмения, звезда блокирует часть света звезды, изменяя тем самым её яркость. Телескоп Кеплер также использует метод поиска по транзиту, но для планет размером с Землю, проходящих перед звездами размером с Солнце. Однако, понижение яркости во время такого затмения – один к десяти тысячам. Высокая точность, которая требуется, чтобы зафиксировать изменение яркости, подразумевает, что поиск таких миров может осуществляться только из космоса. В то же время “сверхземля” проходящая перед красным карликом вызывает большее изменение яркости, которое может быть зафиксировано с земли.

Дополнительная информация

Это исследование было опубликовано в журнале Nature (“Транзитная сверхземля у звезды с малой массы”, автор Дэвид Шарбонно).

В команду исследователей входили Дэвид Шарбонно, Закори К. Берта, Джонатан Ирвин, Кристофер Дж. Бёрк, Филип Натцман, Ларс Бушхэв, Дэвид Лэтхем, Рут А. Мюррей-Клей, Мэтью Дж. Холман и Эмилио Фалко (Гарвардский-Смитсоновский центр астрофизики, Кэмбридж, США); Кристоф Лови, Стефан Удри, Дидье Келоз, Франческо Пепе и Мишель Майор (Обсерватория университета Женевы в Швейцарии); Ксавье Бонфис, Ксавье Дельфосс и Тьери Форвей (Университет имени Жозефа Фурье, Гренобль, Франция); Джошуа Н. Винн (Институт астрофизики и космических исследований МТИ, Кембридж, США).

ESO, Европейская южная обсерватория – передовая европейская межправительственная организация и самая продуктивная обсерватория в мире. Она поддерживается 14 странами: Австрия, Бельгия, Чехия, Дания, Франция, Финляндия, Германия, Италия, Нидерланды, Португалия, Испания, Швеция, Швейцария и Великобритания. ESO осуществляет амбициозный проект, связанный с разработкой, строительством и функционированием мощных наземных обсерваторий, которые помогут астрономам сделать важные открытия. Также ESO активно пропагандирует и организует совместные астрономические исследования. ESO управляет тремя уникальными обсерваториями в Чили, расположенными в Ла Силла, Паранале и Чахнанторе. В Паранале находится VLT (Very Large Telescope, Очень Большой Телескоп) – наиболее совершенная обсерватория в мире, позволяющая вести наблюдения в видимом световом диапазоне, и VISTA – самый большой обзорный телескоп. ESO – европейский партнер телескопа ALMA, самого большого астрономического проекта в истории. Также ESO разрабатывает 42-метровый E-ELT (European Extremely Large Telescope, Европейский Чрезвычайно Большой Телескоп), позволяющей вести наблюдения в световом и ближнем инфракрасном диапазонах. E-ELT станет “самым большим глазом в небе”.

Оригинал (английский): Astronomers Find World with Thick, Inhospitable Atmosphere and an Icy Heart

Перевод: © Antipod, freakson, fad .

Лицензия: Creative Commons Attribution 3.0 Unported

Оставить комментарий