Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Астрономы впервые показали процесс потери атмосферы в «подростковых» планетных системах
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Микробиологи вырастили неизвестный ранее вид Асгард-архей из гиперсоленых микробных матов и впервые сделали 3D-снимки их прямого физического контакта с симбиотическими бактериями. Анализ томограмм показал встречное структурное движение: археи формируют сложную сеть из нитей и отпочковывающихся мембранных пузырьков, а бактерии прокладывают к этой сети прямые белковые нанотрубки. Визуализация подтверждает гипотезу о том, что эукариотические клетки возникли в результате тесного физического и метаболического переплетения двух микроорганизмов.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
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