С помощью телескопа "Хаббл" была впервые изучена атмосфера суперземли

Суперземля 55 Рака е перед своей родительской звездой в представлении художника. Она находится на расстоянии около 40 световых лет от Земли
(иллюстрация ESA/Hubble, M. Kornmesser).

Астрономы, работающие с данными космического телескопа "Хаббл", впервые проанализировали атмосферу экзопланеты класса суперземли. Они обнаружили, что мир 55 Рака е обладает сухой атмосферой без каких-либо признаков водяного пара, в основном состоящей из водорода и гелия.

Международная команда, возглавленная специалистами из Университетского колледжа Лондона, изучала планету, расположенную на расстоянии около 40 световых лет от Земли, в планетарной системе двойной звезды 55 Рака. Масса суперземли составляет около 8 земных масс.

Учёные использовали наблюдения, сделанные с помощью широкоугольной камеры 3 (WFC3), что позволило им проанализировать состав атмосферы экзопланеты. Таким образом, они впервые смогли обнаружить газы в атмосфере суперземли: наблюдения показали наличие водорода и гелия, но не водяного пара.

"Результат исследования очень интересен, потому что нам впервые удалось найти спектральные подписи газов, присутствующих в атмосфере суперземли, – комментирует Ангелос Циарас (Angelos Tsiaras), разрабатывавший применённую методику анализа. – Наблюдения за атмосферой 55 Рака е предполагают, что планета сумела удержать значительное количество водорода и гелия из туманности, из которой она первоначально сформировалась".

Суперземли, подобные 55 Рака е, считаются наиболее распространённым планетарным типом в нашей галактике. Они получили своё название из-за того, что их масса больше земной, однако они по-прежнему значительно меньше, чем газовые гиганты Солнечной системы.

Инструмент WFC3 прежде уже был использован для зондирования атмосфер двух других суперземель, но тогда никакие спектральные особенности выявить так и не удалось.

А вот 55 Рака е, по всей видимости, необычная суперземля: она вращается очень близко к своей звезде. Год на такой экзопланете длится всего 18 земных часов, а во время максимального сближения со звездой температура поверхности достигает 2000 градусов по Цельсию.

Поскольку экзопланета вращается вокруг своей яркой родительской звезды на таком незначительном расстоянии, команда смогла применить новые методы анализа для получения информации о ней во время транзитов по лику 55 Рака.

WFC3 быстро собирала данные о прохождении (свет звезды проходит через атмосферу планеты), чтобы создать ряд спектров. Объединив изображения и обработав их с помощью аналитического программного обеспечения, исследователи получили спектр 55 Рака е в свете её родительской звезды.

"Эти результаты впервые позволили понять атмосферу суперземли, – комментирует соавтор работы Джованна Тинетти (Giovanna Tinetti). – Теперь на основе этих данных мы можем выяснить, как планета формировалась и эволюционировала".

Полученные данные также намекают на присутствие в атмосфере цианистого водорода, или синильной кислоты. Возможно это признак того, что атмосфера богата углеродом (вероятно, эта планета тоже относится к так называемым "алмазным планетам". Такое количество цианистого водорода свидетельствует об очень высоком отношении углерода к кислороду. Ожидается, что эта информация в дальнейшем будет подтверждена или опровергнута следующим поколением инфракрасных телескопов.

Научная статья об исследовании международной команды астрономов будет опубликована в издании Astrophysical Journal (препринт здесь).

Сегодня