[Hubble][GJ 9827] Хаббл нашел водяной пар в атмосфере небольшой планеты

 

Научный релиз esahubble.org - heic2403 - 25 января 2024 года

Астрономы, использующие космический телескоп НАСА/ЕКА "Хаббл", наблюдали самую маленькую экзопланету, в атмосфере которой был обнаружен водяной пар. Планета GJ 9827d, размером всего в два раза больше земного диаметра, может быть примером планет с водяными атмосферами в нашей галактике.

"Это был бы первый случай, когда мы можем напрямую показать через обнаружение в атмосфере, что эти планеты с водяными атмосферами действительно могут существовать вокруг других звезд", - сказал член команды Бьорн Беннеке из Университета де Монреаль. "Это важный шаг к определению распространенности и разнообразия атмосфер на планетах с твердой поверхностью".

Однако пока рано говорить о том, измерил ли "Хаббл" спектроскопически небольшое количество водяного пара в рассеянной атмосфере, богатой водородом, или атмосфера планеты в основном состоит из воды, оставшейся после испарения первичной атмосферы водорода/гелия под воздействием звездного излучения.

"Наша программа наблюдений была специально разработана с целью не только обнаружения молекул в атмосфере планеты, но и конкретно для поиска водяного пара. Любой результат будет замечательным -  будь то доминирование водяного пара или его незначительное присутствие в атмосфере, преимущественно состоящей из водорода", - сказал ведущий автор научной статьи Пьер-Алекси Рой из Университета де Монреаль.

"До сих пор мы не могли напрямую обнаружить атмосферу такой маленькой планеты. И теперь мы медленно входим в эту область," добавил Беннеке. "В какой-то момент, когда мы изучаем маленькие планеты, должен произойти переход, когда в этих мирах больше не будет водорода, и у них будут атмосферы, больше похожие на Венеру (где преобладает углекислый газ)."

Так как температура планеты примерно такая же, как на Венере, около 425 градусов Цельсия, она определенно была бы негостеприимным, жарким миром, если бы атмосфера преимущественно состояла из водяного пара.

На данный момент у команды есть две возможности. Планета все еще удерживает оболочку, богатую водородом, с примесью воды, что делает ее мини-Нептуном. В качестве альтернативы, это может быть более теплой версией луны Юпитера Европы, под корой которой в два раза больше воды, чем на Земле. "Планета GJ 9827d может быть наполовину водой, наполовину камнем. И там будет много водяного пара над некоторым меньшим телом с твердой поврехностью," сказал Беннеке.

Если у планеты осталась еще атмосфера, богатая водой, то она должна была сформироваться подальше от своей звезды-хозяина, где температура низкая и вода была бы в виде льда. В этом сценарии планета затем мигрировала ближе к звезде и получила больше излучения. Водород затем нагрелся и улетучился или все еще улетучивается из-за слабой гравитации планеты. Альтернативная теория заключается в том, что планета сформировалась близко к горячей звезде, с небольшим количеством воды в своей атмосфере.

Программа Хаббла наблюдала планету во время 11 транзитов — событий, когда планета проходила перед своей звездой — на протяжении трех лет. Во время транзитов свет звезды фильтруется через атмосферу планеты и несет спектральный отпечаток молекул воды. Если на планете есть облака, они находятся достаточно низко в атмосфере, чтобы не полностью скрывать видимость атмосферы для Хаббла, и Хаббл может исследовать водяной пар над облаками.

Открытие Хаббла открывает дверь к более детальному изучению планеты. Это хорошая цель для космического телескопа NASA/ESA/CSA Джеймса Уэбба  для проведения инфракрасной спектроскопии с целью поиска других молекул в атмосфере.

Планета GJ 9827d была открыта космическим телескопом NASA Кеплер в 2017 году. Она совершает оборот вокруг красного карлика каждые 6,2 дня. Звезда, GJ 9827, находится в 97 световых годах от Земли в созвездии Рыбы.

Ссылка на статью

Объект на CDS портале:

• http://cdsportal.u-strasbg.fr/?target=GJ%209827
• RA/Dec: 23 27 4.838 -01 17 10.58