«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 Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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