• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
4 марта, 16:22
Любовь С.
8

Астрономы впервые показали процесс потери атмосферы в «подростковых» планетных системах

❋ 6.0

Хотя планетные системы стремительно «взрослеют», астрономам почти никогда не удается поймать этот момент. Впервые детально проследить его удалось только сейчас: наблюдения за системой TOI-2076 возрастом примерно 210 миллионов лет показали, как излучение звезды срывает атмосферы с одних планет и меняет орбиты других, определяя их судьбу на миллиарды лет вперед.

Планетная система, обращающаяся вокруг молодой карликовой звезды. / © AAS Nova and ESO/L. Calçada/Nick Risinger

Как правило, астрономы видят либо «младенцев» — системы, только что сформировавшиеся из газопылевого диска, — либо уже зрелые группы небесных тел, которые давно пришли в равновесие. Однако промежуточный этап, когда планеты активно теряют атмосферу и одновременно меняют архитектуру, длится мгновение по космическим меркам. Вот почему наблюдать эти изменения удается нечасто.

К счастью, планетная система TOI-2076, обращающаяся вокруг молодой звезды спектрального класса K (оранжевые светила с температурой поверхности от 3500 до 4700 градусов Цельсия), оказалась той самой редкой находкой «переходного возраста». 

Международная группа астрономов под руководством Му Тянь-Вана (Mu-Tian Wang) из Калифорнийского технологического института (США), провела детальную перепись четырех планет системы радиусом от 1,4 до 3,5 радиуса Земли. Анализ данных, полученных с помощью космической обсерватории TESS и наземных наблюдений, позволил уточнить массу небесных тел и орбитальные параметры.

Выяснилось, что все четыре планеты встроены в почти резонансную цепочку: периоды их обращения вокруг звезды близки к простым числовым соотношениям, однако строгой гравитационной «сцепки» уже нет. Это указывает на то, что раньше TOI-2076 была более компактной и, вероятно, находилась в устойчивой резонансной конфигурации, а теперь постоянно теряет свою первоначальную «стройность».

Главным механизмом наблюдаемых изменений оказалось фотоиспарение — процесс разрушения атмосферы планеты или газового облака под высокоэнергетическим излучением светила (как правило, ультрафиолетовым или рентгеновским), в результате которого нагретый газ разгоняется и покидает гравитационное поле планеты. Именно этот процесс зачастую превращает мини–нептуны в суперземли. 

Наблюдения также показали, что у всех четырех миров схожие по массе каменные ядра, а вот газовые оболочки по толщине разные. Ближайшая к звезде планета — TOI-2076 b — практически полностью лишилась первичной атмосферы, тогда как ее более удаленные собратья сохранили примерно от одного до пяти процентов массы в виде водородно-гелиевого газа. Эта доля закономерно увеличивается по мере снижения излучения — именно такой сценарий и предсказывают модели фотоиспарения.

Чтобы проверить, действительно ли излучение светила может объяснить наблюдаемую картину, соавтор исследования Говард Чен (Howard Chen) из Флоридского технологического института, применил численные модели эволюции планет. В этих сценариях несколько изначально похожих по составу миров развивались под действием разного уровня излучения.

Результаты научной работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy,
показали, что ближайшие к звезде планеты стремительно теряли газ, становясь плотнее и легче, что меняло их гравитационное взаимодействие с соседями. По итогу орбиты постепенно расходились, а прежняя резонансная конфигурация разрушалась.

Основная потеря атмосфер, по расчетам, происходит в первые 100 миллионов лет жизни системы. Затем темпы резко снижаются, а архитектура в целом «замораживается» на миллиарды лет. Выходит, именно короткий подростковый период TOI-2076 решает, станут ли миры мини-нептунами с тонкой газовой оболочкой или оголенными суперземлями. 

Таким образом, астрономы впервые получили наглядное подтверждение того, что динамическая перестройка и атмосферная эволюция компактных планетных систем начинаются вскоре после их рождения. Понимание того, как молодые миры теряют атмосферу и выходят из резонансных цепочек, позволяет точнее реконструировать прошлое зрелых систем и предсказывать будущее недавно открытых экзопланет.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор освещает темы из разных областей науки, включая астрономию, палеонтологию и генетику. Пишет о научных открытиях, природных явлениях и эволюционных процессах.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
3 марта, 14:06
Александр Березин

В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.

3 марта, 08:30
Максим Абдулаев

Исследователи из Пенсильванского университета напрямую зафиксировали и измерили коронные разряды на листьях деревьев во время прохождения грозового фронта. Ученые выяснили, что под воздействием сильного электрического поля кроны деревьев покрываются тысячами невидимых искр, которые работают как природный ионизатор и очищают атмосферу.

3 марта, 19:28
Татьяна Зайцева

Если вы когда-либо использовали клейкую ленту, вам, вероятно, хорошо знаком резкий скрежет, который она издает, отклеиваясь от поверхности. Как показало новое исследование, этот звук вызывает череда крошечных ударных волн, которые возникают, когда поперечные трещины на ленте, двигаясь со сверхзвуковой скоростью, достигают ее края.

28 февраля, 16:50
Игорь Байдов

В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.

3 марта, 14:06
Александр Березин

В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.

26 февраля, 10:02
Татьяна Зайцева

В мире оказалось гораздо больше диких пчел, чем кто-либо мог предположить. Ученые впервые оценили, сколько видов пчел существует на Земле, и обнаружили, что показатель превышает 26 тысяч — примерно на четверть больше, чем считалось.

12 февраля, 07:52
Адель Романова

Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.

12 февраля, 08:19
Полина Меньшова

«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.

28 февраля, 16:50
Игорь Байдов

В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно