Исследование изображает атмосферу экзопланеты “горячий Нептун”

Используя данные космических телескопов НАСА TESS и Spitzer, группа астрономов из Канзасского университета изобразила атмосферу крайне необычной экзопланеты LTT 9779b, которую также называют «горячим Нептуном».

Впервые астрономы подробно описали спектральные характеристики атмосферы любой планеты, обнаруженной TESS. Они измерили свет, исходящий с этой планеты, которой не должно быть.

LTT 9779b – необычная планета. Он вращается так близко к своей звезде, что его год длится всего 19 часов, а звездное излучение нагревает планету до 1727 градусов по Цельсию (3141 градус по Фаренгейту). Его атмосфера могла полностью испариться. Тем не менее, наблюдения Спитцера показывают нам его атмосферу в инфракрасном свете, который излучает планета.

Более того, у планеты нет твердой поверхности, и она намного горячее, чем Меркурий в нашей Солнечная система.

Оттиск этого художника показывает систему LTT 9779 примерно в масштабе: горячая планета размером с Нептун слева и ее яркая ближайшая звезда справа. След материала, стекающего с планеты, является гипотетическим, но вероятным, он основан на интенсивном облучении этой планеты.

Обнаруженная в прошлом году планета становится одной из первых планет размером с Нептун, обнаруженных НАСА с помощью космической миссии TESS по поиску планет.

Команда измерила, как планета излучает много инфракрасного света, когда она вращается на 360 градусов вокруг своей оси.

Ян Кроссфилд, доцент кафедры физики и астрономии Университета штата Калифорния и ведущий автор статьи, сказал: «Инфракрасный свет говорит вам о температуре чего-либо и о том, где находятся более горячие и холодные части этой планеты – на Земля, в полдень не жарко; жарче всего через пару часов после обеда. Но на этой планете жарче всего около полудня. Мы видим большую часть инфракрасного света, исходящего из той части планеты, где ее звезда находится прямо над головой, и гораздо меньше из других частей планеты ».

Соавтор Николас Коуэн из Института исследований экзопланет (iREx) и Университета Макгилла в Монреале сказал: «Планета намного холоднее, чем мы ожидали, что говорит о том, что она отражает большую часть падающего на нее звездного света, предположительно из-за дневных облаков. Планета также не переносит много тепла на свою ночную сторону, но мы думаем, что понимаем, что: поглощаемый звездный свет, вероятно, поглощается высоко в атмосфере, откуда энергия быстро излучается обратно в космос ».

Кроссфилд сказал: «Результаты – это всего лишь первый шаг к новому этапу исследования экзопланет, поскольку изучение атмосфер экзопланет неуклонно перемещается в сторону все меньших и меньших планет».

«Я бы не сказал, что сейчас мы понимаем все об этой планете, но мы измерили достаточно, чтобы знать, что это станет плодотворным объектом для будущих исследований. Он уже предназначен для наблюдений с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, следующего крупного флагманского космического телескопа НАСА стоимостью в несколько миллиардов долларов, который будет запущен через пару лет ».

«Наши измерения пока что показывают нам то, что мы называем спектральными характеристиками поглощения, а его спектр указывает на окись углерода и / или углекислый газ в атмосфере. Мы начинаем понимать, какие молекулы составляют его атмосферу. Поскольку мы это видим, и из-за того, как выглядит эта карта глобальной температуры, она также говорит нам кое-что о том, как ветры распространяют энергию и материал в атмосфере этой миниатюрной газовой планеты ».

«Хотя LTT 9779b не подходит для колонизации людьми или какой-либо другой известной формой жизни, оценка его атмосферы отточит методы, которые когда-нибудь можно будет использовать для поиска более благоприятных планет для жизни».

«Если кто-то поверит тому, что говорят астрономы об обнаружении признаков жизни или кислорода в других мирах, мы должны сначала показать, что можем сделать это прямо на простых вещах. В этом смысле такие большие и горячие планеты, как LTT 9779b, действуют как обучающие колеса и показывают, что мы знаем, что делаем, и можем все делать правильно ».

«Еще предстоит проделать большую работу, чтобы понять LTT 9779b и аналогичные горячие Neptunes, которые еще не обнаружены. Мы хотим продолжить наблюдение с помощью других телескопов, чтобы ответить на дополнительные вопросы ».

Бьорн Беннеке из iREx и Университета Монреаля сказал, «Мы обнаружили в его атмосфере окись углерода, и что постоянная дневная сторона очень горячая, в то время как очень мало тепла переносится на ночную сторону. Оба открытия позволяют говорить о том, что LTT 9779b является мощным сигналом, который необходимо наблюдать, что делает планету очень интересной целью для будущей детальной характеристики с помощью JWST. Сейчас мы также планируем более подробные наблюдения фазовой кривой с помощью NIRISS на JWST ».

Результаты, касающиеся недавно обнаруженной планеты LTT 9779b, были опубликованы в Astrophysical Journal Letters.

Leave a Comment