Hubble виявив водяну пару в атмосфері малої екзопланети

Астрономи за допомогою космічного телескопа NASA/ESA Hubble спостерігали найменшу екзопланету, в атмосфері якої була виявлена ​​водяна пара. Планета GJ 9827d, маючи діаметр приблизно вдвічі більше Землі, може бути прикладом потенційних планет із багатою водою атмосферою в інших частинах нашої галактики.

«Це був би перший випадок, коли ми можемо безпосередньо показати за допомогою атмосферного виявлення, що ці планети з багатою водою атмосферою насправді можуть існувати навколо інших зірок», — сказав член команди Бйорн Беннеке з Університету Монреаля. «Це важливий крок до визначення поширеності та різноманітності атмосфер на скелястих планетах».

Однак ще занадто рано говорити про те, чи Хаббл спектроскопічно виміряв невелику кількість водяної пари в пухкій атмосфері, багатої на водень, чи атмосфера планети в основному складається з води, яка залишилася після випаровування первісної воднево-гелієвої атмосфери під впливом зоряного випромінювання. .

«Наша програма спостережень була розроблена спеціально з метою не тільки виявлення молекул в атмосфері планети, але й фактичного пошуку водяної пари. Будь-який результат буде захоплюючим, незалежно від того, чи домінує водяна пара, чи це лише крихітний вид в атмосфері, де домінує водень», — сказав провідний автор наукової статті П’єр-Алексіс Рой з Університету Монреаля.

«Досі ми не могли безпосередньо виявити атмосферу такої маленької планети. І ми зараз повільно входимо в цей режим», – додав Беннеке. «У якийсь момент, коли ми вивчаємо менші планети, повинен відбутися перехід, коли в цих малих світах більше не буде водню, і вони мають атмосферу, більше схожу на Венеру (у якій домінує вуглекислий газ)».

Оскільки планета така ж гаряча, як Венера, приблизно 425 градусів за Цельсієм, це точно було б негостинним, парним світом, якби атмосфера складалася переважно з водяної пари.

Наразі у команди залишається два варіанти. Планета все ще тримається за багату на водень оболонку, пронизану водою, що робить її міні-Нептуном. Крім того, це може бути більш тепла версія супутника Юпітера Європи, під корою якого вдвічі більше води, ніж на Землі. «Планета GJ 9827d може бути наполовину водою, наполовину скелею. І було б багато водяної пари на вершині якогось меншого скелястого тіла», — сказав Беннеке.

Якщо планета має залишкову багату водою атмосферу, то вона, мабуть, утворилася далі від своєї зірки-господаря, де температура низька і вода доступна у формі льоду, ніж її поточне розташування. За цим сценарієм планета мігрувала б ближче до зірки й отримувала б більше радіації. Потім водень був нагрітий і вирвався, або все ще в процесі виходу, слабкої гравітації планети. Альтернативна теорія полягає в тому, що планета утворилася поблизу гарячої зірки зі слідом води в її атмосфері.

Програма Hubble спостерігала за планетою протягом 11 транзитів — подій, під час яких планета перетиналася перед своєю зіркою — які тривали протягом трьох років. Під час транзиту світло зірок фільтрується крізь атмосферу планети та несе спектральний відбиток молекул води. Якщо на планеті є хмари, вони розташовані досить низько в атмосфері, щоб повністю не закривати атмосферу, яку Хаббл бачить, і Хаббл може досліджувати водяну пару над хмарами.

Відкриття Хаббла відкриває шлях до більш детального вивчення планети. Це гарна ціль для космічного телескопа Джеймса Вебба NASA/ESA/CSA для проведення інфрачервоної спектроскопії для пошуку інших атмосферних молекул. GJ 9827d був відкритий космічним телескопом NASA Kepler у 2017 році. Він обертається навколо червоного карлика кожні 6,2 дня. Зірка GJ 9827 знаходиться на відстані 97 світлових років від Землі в сузір’ї Риб.