Астрономы определили, что суперземля GJ 1132b ранее была субнептуном, который сначала потерял свою атмосферу, а затем частично восстановил ее за счет вулканизма и дегазации магмы. Открытие подтверждает текущие теории эволюции короткопериодных экзопланет и позволит разобраться в происхождении «пустыни субнептунов». Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.
Если внимательно посмотреть на свойства известных на сегодня экзопланет, то можно обнаружить недостаток объектов с массами 1,5–2 масс Земли, находящихся очень близко к своим звездам. Подобное явление получило обозначение «пустыня субнептунов» (не путать с «пустыней нептунов»), считается, что за него могут быть ответственны процессы фотоиспарения первичной газовой (в основном из водорода и гелия) оболочки экзопланеты на протяжении первых ста миллионов лет ее жизни из-за сильного разогрева и интенсивных потоков излучения от звезды. После испарения первичной атмосферы от экзопланеты остается голое ядро с массой в несколько масс Земли, которое может восстановить свою газовую оболочку за счет захвата летучих веществ из окружающей среды или за счет дегазации недр. Однако, чтобы подтвердить и уточнить подобные теории необходимы данные наблюдений за экзопланетами, обладающими вторичной атмосферой.
Группа астрономов во главе с Марком Суэйном (Mark R. Swain) из Лаборатории реактивного движения NASA опубликовала результаты анализа данных трансмиссионной спектрометрии в ближнем инфракрасном диапазоне экзопланеты GJ 1132b при помощи космического телескопа «Хаббл». Сам метод наблюдений заключается в том, что телескоп регистрирует спектр прошедшего через атмосферу экзопланеты света звезды во время события транзита, что позволяет оценить состав атмосферы.
Суперземля GJ 1132b находится в системе красного карлика, на расстоянии 41 светового года от Солнца. Масса экзопланеты составляет 1,66 масс Земли, а радиус —1,16 радиуса Земли, год на ней длится всего 1,6 земных дня. Из-за близости к звезде планета находится в приливном захвате, из-за чего на одной ее стороне всегда день, а на другой — ночь, равновесная температуры поверхности экзопланеты составляет 529 кельвин.
В итоге ученые обнаружили у экзопланеты относительно тонкую атмосферу, которая состоит из H2, N2, CH4, HCN, C2H2, возможно СО и дымки. Предполагается, что, несмотря на схожесть с Землей GJ 1132b прошла совершенно другой эволюционный путь. Первоначально она была субнептуном и обладала водородно-гелиевой газовой оболочкой, благодаря чему молекулярный водород быстро проникал в ее верхнюю мантию. В дальнейшем она потеряла свою первичную атмосферу из-за процесса фотоиспарения, однако сейчас частично восстановила ее за счет вулканической активности и разогрева недр приливными силами, что согласуется с теоретическими предсказаниями. Ожидается, что будущий космический телескоп «Джеймс Уэбб» позволит не только уточнить состав атмосферы GJ 1132b, но и найти подобные ей экзопланеты.
По информации https://nplus1.ru/news/2021/03/15/gj-1132-b
Обозрение "Terra & Comp".
