Астрономы впервые обнаружили гелий в атмосфере планеты вне Солнечной системы

Экзопланета WASP-107b – это газовый гигант в созвездии Девы, удалённый от Земли примерно на 200 световых лет и открытый "Хабблом" в 2017 году.
Иллюстрация ESA/Hubble, NASA, and M. Kornmesser.

Международная группа астрономов сделала громкое заявление. Обработка данных телескопа "Хаббл" показала, что в атмосфере экзопланеты WASP-107b содержится гелий. Впервые этот инертный газ был обнаружен в атмосфере планеты вне Солнечной системы.

Планета, о которой идёт речь, – это газовый гигант в созвездии Девы, удалённый от Земли примерно на 200 световых лет и открытый благодаря насовскому телескопу-"ветерану" в 2017 году.

Данные "Хаббла" показали присутствие водяного пара и плотной дымки облаков в атмосфере WASP-107b. Также учёные выяснили, что атмосфера планеты испаряется во внешнее космическое пространство. Как раз в этом испаряющемся верхнем слое и был обнаружен благородный газ.

Команда во главе с Джессикой Спэйк (Jessica Spake), аспиранткой из Университета Эксетера (Великобритания), подчёркивает, что это открытие подтверждает возможность использовать инфракрасный диапазон для изучения атмосфер экзопланет.

"Гелий является вторым по распространённости элементом во Вселенной после водорода. Он также является одним из основных компонентов Юпитера и Сатурна в нашей Солнечной системе. Однако до сих пор гелий невозможно было обнаружить на других планетах", — рассказывает астроном.

Дело в том, что ранее для изучения атмосфер экзопланет использовались данные наблюдений в видимом и ультрафиолетовом спектре. Впрочем, в последнем случае работа ограничивается лишь ближайшими экзопланетами.

Новое же открытие демонстрирует, что для этого подходит и инфракрасное "зрение" космических телескопов. Причём такой подход, по словам авторов, поможет изучать атмосферу небесных тел размером с Землю, что пока ещё очень сложно.

Специалисты поясняют: измерение атмосферы экзопланеты выполняется, когда она показывается перед своей родительской звездой. Часть света последней проходит через атмосферу, оставляя "отпечатки пальцев" – спектральные линии поглощения газов. Чем больше количество элемента, присутствующего в атмосфере, тем легче его обнаружить.

В данном случае наблюдения за WASP-107b показали, что по размерам эта планета ненамного меньше Юпитера, а вот её масса составляет лишь 12% от массы первого гиганта Солнечной системы. Важно отметить, что экзопланета сильно приближена к звезде-хозяину: на один полный оборот у неё уходит менее шести земных дней.

Неудивительно, что атмосфера небесного тела буквально раскалена. При этом количество гелия в ней столь велико, что её верхняя оболочка её должна простираться на десятки тысяч километров.

В результате звёздное излучение оказывает значительное влияние на скорость, с которой "тает" атмосфера планеты. Светило WASP-107 очень активно, и по мере того, как атмосфера планеты поглощает его излучение, она нагревается, потому газ быстро расширяется, не задерживаясь в атмосфере. Вероятно, испаряющиеся верхние слои напоминают что-то вроде хвоста, полагают эксперты.

По их подсчётам, от 0,1 до 4% от общей массы атмосферы планеты просто испаряется во внешнее космическое пространство каждый миллиард лет.

Кстати, исследователи напоминают, что ещё в 2000 году было высказано предположение, что гелий станет одним из самых "легко обнаруживаемых" газов в атмосфере газовых гигантов. Однако лишь сейчас стало возможным абсолютно точно выявить его присутствие в атмосферах планет вне Солнечной системы.

"Наш новый метод наряду с наблюдениями будущих телескопов, таких как "Джеймс Уэбб" НАСА, позволит нам анализировать атмосферы экзопланет гораздо более подробно, чем когда-либо прежде", — заключает соавтор работы астрофизик Дэвид Синг (David Sing).

Научная статья по итогам исследования была опубликована в журнале Nature.

Напомним, что не так давно "Хаббл" обнаружил удивительную планету, богатую водой, а также раскалённую планету, чья атмосфера может вскипятить металл.

Сегодня