«Джеймс Уэбб» нашел на супернептуне раскаленные облака в «неположенном месте»
С помощью набора данных, полученных телескопом «Джеймс Уэбб», группа астрономов из Бельгии смогла «заглянуть» вглубь газового гиганта WASP-107b и обнаружила в его атмосфере химический элемент, которого, по всем расчетам, там быть не должно.
В 2017 году в системе оранжевого карлика, приблизительно в 200 световых годах от Земли, астрономы открыли экзопланету юпитерианских размеров WASP-107b. Оказалось, объект чуть массивнее Нептуна (1,8 массы Нептуна, или около 30 масс Земли), а его радиус немного не дотягивает до радиуса Юпитера (0,94 радиуса Юпитера). Такие характеристики указали на то, что плотность WASP-107b должна быть значительно ниже плотности любой известной экзопланеты — 0,134 грамма на кубический сантиметр, что в разы меньше плотности воды.
WASP-107b вращается вокруг звезды, немного более холодной и менее массивной, чем наше Солнце, на расстоянии 0,06 астрономической единицы (или почти в девяти миллионах километрах). Полный оборот вокруг родительского светила объект делает за 5,7 земных суток.
Компьютерное моделирование показало, что экзопланета, вероятно, обладает ядром, с массой не менее 4,6 массы Земли, а также сильно «распухшей» газовой оболочкой из гелия и водорода. По расчетам, масса этой оболочки должна составлять 85 процентов от общей массы планеты. Но из-за близкого расположения к своей звезде экзопланета теряет атмосферу под действием ультрафиолетового излучения. Скорость потери варьируется от 0,1 до четырех процентов от общей массы за миллиард лет, при этом у планеты образуется вытянутый кометоподобный хвост.
Отметим, что наблюдения за WASP-107b проводили еще до запуска космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб», который открыл новую эру в астрономии.
Группа ученых из Левенского католического университета (Бельгия) воспользовалась набором данных «Уэбба», которые он получил с помощью инструмента MIRI, позволяющего вести наблюдения в среднем и длинном инфракрасном диапазонах волн, чтобы лучше изучить атмосферу WASP-107b.
В работе, опубликованной в журнале Nature, астрономы рассказали, что им удалось обнаружить в газовой оболочке супернептуна водяной пар, сернистый газ, или диоксид серы (SO2), а также силикаты — основной компонент песка на Земле.
«Относительно низкая плотность экзопланеты, а следовательно, и ее „раздутость“, позволили нам в 50 раз глубже „проникнуть“ в ее атмосферу, чем, скажем, это можно было бы провернуть с Юпитером. Причина довольно проста: спектры экзопланеты гораздо заметнее в менее плотной атмосфере, чем в плотной», — пояснила один из авторов исследования Лин Дечин (Leen Decin).
Само по себе открытие химических элементов в атмосферах экзопланет, в том числе тех, которые важны для возникновения жизни, давно не новость. С запуском обсерватории «Уэбб» такие открытия только участились. Но ученых удивило другое.
Во-первых, сернистый газ. Его находили и раньше в атмосферах экзопланет, но лишь на горячих газовых гигантах со средней температурой 927 градусов Цельсия. Температура на WASP-107b — менее 450 градусов, а это значит, что экзопланета считается слишком «холодной», чтобы в ее атмосфере сформировался сернистый газ. Компьютерные модели предсказывали полное его отсутствие на WASP-107b.
Тогда почему он там есть? Одно из возможных объяснений, предложенное Дечин и ее коллегами, заключается в том, что образованию этого химического соединения способствует сама «распухшая» газовая оболочка гиганта.
Родительская звезда экзопланеты относительно холодная — значит, светило испускает небольшое количество высокоэнергетических фотонов. Однако эти фотоны могут глубоко проникать в атмосферу экзопланеты из-за ее низкой плотности и «раздутости», после чего вызывать химические реакции, которые необходимы для получения сернистого газа.
Еще одним «сюрпризом» для ученых стали силикатные облака в верхних слоях атмосферы WASP-107b.
На Земле вода замерзает при низких температурах. На горячих газовых гигантах некоторые химические элементы, в том числе силикаты, могут замерзать, образуя облака, при совсем других условиях. Например, это наблюдается у экзопланет с температурой примерно 1000 градусов. В случае с WASP-107b, где температура чуть ниже 450 градусов, модели предсказывали, что такие облака должны формироваться достаточно глубоко в атмосфере, но бельгийские астрономы «увидели» их на больших высотах. Как так произошло?
Исследователи полагают, что силикаты испаряются в более глубоких и очень горячих слоях атмосферы, а затем паром поднимаются вверх, где прохладнее. Там он конденсируется, и появляются новые облака. После выпадают дожди, и процесс повторяется: он во многом подобен тому, что происходит на Земле с круговоротом воды. Такой непрерывный цикл сублимации и конденсации с помощью вертикального переноса, возможно, и служит причиной постоянного присутствия силикатных облаков в верхней атмосфере WASP-107b.
Авторы отметили, что их исследование не только проливает свет на необычный мир супернептуна, но и расширяет границы представлений об атмосферах таких объектов. Эти результаты могли бы улучшить модели формирования и эволюции экзопланет, основанные на сложных взаимодействиях химических веществ и климатических условий на таких далеких мирах.
Telegram 
Дзен 
VK Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии