Экзопланеты типа супер-Юпитер «скрывают» воду за туманной атмосферой

Credit: ESA/Hubble & NASA

Ученые объяснили сравнительно небольшое (по сравнению с теоретически предсказанным) количество воды, которое телескопам удается обнаружить на экзопланетах типа газовый гигант. Сравнивая видимые и ИК-снимки, астрономы увидели, что супер-Юпитеры на самом деле «прячут» воду за туманной или облачной атмосферой.

Статья с результатами анализа атмосферы десяти экзопланет опубликована в журнале Nature. Исследование провела группа ученых из США, Великобритании, Франции и Германии.

На сегодняшний день астрофизики обнаружили порядка двух тысяч экзопланет, вращающихся вокруг своей звезды. Некоторые из них состоят из горячего газа и имеют размеры, соотносимые с размером Юпитера. Спектральные исследования показали, что иногда на таких планетах обнаруживают меньшее количество воды, чем предполагали теоретические расчеты. Возможное объяснение этого феномена — частичное расходование воды во время образования планеты. В своей работе исследователи проанализировали данные по десяти похожим на Юпитер экзопланетам, чтобы проверить состоятельность этой гипотезы и выяснить, куда на самом деле делась вода.

Для своего анализа ученые использовали данные, полученные двумя космическими телескопами — «Спитцер» (Spitzer) и «Хаббл» (Hubble). Это позволило расширить изучаемый спектр, а также доступный диапазон масс, температур и размеров планет. Данные были получены методом транзитной фотометрии — анализа спектров поглощения и рассеяния света на атмосфере экзопланеты, когда та проходит перед своей звездой. Анализируемый спектр лежал в видимом и инфракрасном диапазоне с длинами волн от 0,3 до 5 микрометров. У десяти исследуемых планет наблюдались все типы атмосфер: от прозрачных до сильно затуманенных.

Оказалось, что изучение разницы между спектрами, снятыми в оптическом и инфракрасном диапазоне, позволяет достаточно достоверно идентифицировать тип атмосферы планеты. При этом в спектрах прозрачных атмосфер были заметны интенсивные линии, соответствующие поглощению воды. В туманных атмосферах, напротив, линии поглощения воды были слабыми. Наличие сильной корреляции между этими показателями навело ученых на мысль, что истощение воды не происходило во время формирования планеты, а является иллюзией, вызванной наличием в атмосфере облаков и тумана.

Данное исследование основывается на информации, полученной с действующих телескопов. Использование их более продвинутых «сменщиков» позволит расширить представление об экзопланетах.
Теги:

Читать еще на Чердаке: