Нептун из Рака - горячий и безоблачный

Впервые в истории исследования экзопланет ученые Национальной астрономической обсерватории Японии высказали обоснованное представление об атмосфере загадочного объекта GJ3470b, который вращается вокруг красного карлика из созвездия Рака. Оказалось, что в отличие от нашего "классического" Нептуна, на данной планете небо практически безоблачное.

Фото:

Данные телескопа "Субару" легли в основу анализа параметров атмосферы этого нептуноподобного объекта, который вращается вокруг звезды в созвездии Рака. Центральное гравитирующее тело изучаемой системы — это красный карлик GJ 3470, солнцеподобная звезда. Она находится на расстоянии в 100 световых лет от Земли. Интригующая ученых экзопланета GJ3470b, обнаруженная вблизи этой звезды, примерно в 14 раз массивнее Земли, поэтому она не входит в каталог планет земного типа и относится по классификации к объектам типа Нептуна.

Однако надо уточнить взаимное расположение экзопланеты и ее светила: оказалось, что экзопланета обращается на чрезвычайно близком расстоянии от своей звезды! Стремительно облетая звезду за 3,3 земных суток, экзопланета проходит чрезвычайно близко — на расстоянии всего 0,03557 ± 0,001 а. е. (~ 5,3 миллиона км, что в 28 раз меньше расстояния, в среднем отделяющего Землю от Солнца). Поверхность красного карлика очень горяча, ее излучение нагревает этот "экзонептун" до весьма высоких температур, в чем можно не сомневаться.

Планета нептунового типа — это все-таки газовый гигант, для которого основной составляющей массы является водород, разбавленный небольшой толикой легких элементов, возможно наличие ядра из более тяжелых элементов. Такой "горячий Нептун" сильно удивляет исследователей, поскольку принято считать, что формируются такие планетные тела (в Солнечной системе это подтверждается) за так называемой линией льда, т. е. на достаточном удалении от светила, когда вода в жидком состоянии уже не встречается, а существует только в кристаллической фазе, в виде ледяных частиц или снега с включениями аммиака и метана.

Читайте также: На планетах-гигантах не так-то и ветренно!

В Солнечной системе это отдаленный регион космоса за пределами 5 а. е. Конечно, красный карлик GJ 3470 светит немного слабее желтого карлика Солнца, но экзопланета вращается так близко к своей звезде и так далека от линии льда! Где же родилась газовая планета и почему она так приблизилась к красному карлику?

Именно близость светила и планеты позволила точно определить планетный радиус, который в 4,3 раза больше радиуса Земли. Расчетная средняя плотность планеты весьма мала, что типично для газового гиганта. Масса атмосферы экзопланеты весьма значима, ее оценивают по верхнему пределу как 20 процентов от вещества планеты, нижний предел равен 5 процентам. Для сравнения: масса земной атмосферы несравненно меньше, она равна всего лишь 0,0001 процентам всей массы Земли. Но в воздушной оболочке нашей планеты существует водяной пар, обеспечивающий разнообразнейшую облачность в газовом покрове Земли.

Экзопланета такой особенностью не обладает — нет там облачности. Это выяснилось при наблюдениях на различных электромагнитных волнах оптического диапазона — радиус газового гиганта в различных цветах заметно не изменялся. Значит, там нет пелены облаков, и атмосфера просматривается на всю глубину ее толщи. Присутствие облаков давало бы совсем иную картину.

В исследовании атмосферы экзопланеты, используя в ближайшем будущем телескоп "Субару", исследователи надеются определить следы определенных газов в составе атмосферы горячего Нептуна. Именно при отсутствии на гиганте облаков есть надежда найти воду или метан, которые замерзают при низкой температуре. Тогда можно будет рассматривать гипотезу о рождении планеты на достаточном отдалении, за пределами линии льда. Впоследствии возникшие динамические процессы, природа которых пока не ясна, сместили планету в область непосредственной близости к звезде, где ее сейчас и наблюдают ученые.

Вообще говоря, отсутствие облачности само по себе очень важное наблюдение, говорящее о физических особенностях экзопланеты. Впрочем, попытка предложить новую гипотезу — о возникновении этого гиганта так близко от ее звезды — сопряжена с большими трудностями. По крайней мере, нет ни одной зацепки для объяснения этого феномена.

Следует заметить, что масса данной экзопланеты весьма значительна. Кроме того, ее атмосфера достаточно мощная и она состоит из легких газов. Обычно рождение и эволюция звезды сопряжена в начальной фазе творения с очищением пространства вокруг нее, это функция усиливающегося излучения звезды. А чтобы звезда "вылепила" планету, катящуюся почти по ее периметру — это совершенно необъяснимо (как и легкая компонента мощной атмосферы планеты).

Читайте также: В созвездии Гидры есть странная планета

Вероятнее гипотеза присоединения планеты-беглянки, и хотя это умозрительное заключение трудно обосновать, будущие исследования обязательно дадут ключик к пониманию таких экзотических явлений.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"