Обнаружен новый тип планеты, непохожий ни на что в нашей Солнечной системе

Фото из открытых источников

Объект, который, как думали ученые, принадлежит к самой распространенной категории планет в галактике, оказался чем-то, чего никогда раньше не видели. Новое исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters. 

Экзопланета Энайпоша, или GJ 1214 b, представляет собой туманный мир, вращающийся вокруг красного карлика примерно в 47 световых годах от Земли. Ранее ее сравнивали с мини-Нептуном, но теперь глубокие наблюдения, полученные с помощью JWST, показывают, что экзопланета больше похожа на Венеру, только гораздо больше.

Это будет первый известный объект такого рода, категория, которую астрономы называют «СуперВенера».

Энайпоша — одна из наиболее изученных экзопланет в небе. Она была открыта в 2009 году, ее масса и радиус помещают ее где-то между Землей и Нептуном. Последующие наблюдения выявили наличие существенной атмосферы.

Экзопланеты в этом режиме массы обычно попадают в одну из двух категорий. Суперземли считаются экзопланетами земного типа, большими, чем Земля, имеющими богатую водородом атмосферу, если она у них вообще есть.

Так называемые мини-Нептуны могут быть похожего размера, но их состав существенно отличается, с более плотной атмосферой, богатой водородом и гелием, и жидкими океанами, возможно, окутывающими их поверхности. Мини-Нептуны являются самыми многочисленными из более чем 5800 подтвержденных экзопланет на момент написания статьи, что интересно, потому что у нас нет ничего прямого аналога им здесь, в нашей Солнечной системе.

И суперземли, и мини-нептуны интригуют ученых, потому что, если другие условия будут подходящими, они могут быть пригодны для жизни, какой мы ее знаем. Это отчасти объясняет, почему астрономы пристально изучают Энайпошу, мир, который в 2,7 раза больше радиуса и в 8,2 раза больше массы Земли.

Хотя этот мир расположен слишком близко к своей звезде Оркария и, следовательно, слишком горяч, чтобы быть пригодным для жизни, его близость к Земле означает, что мы можем относительно легко его наблюдать, а значит, он может дать нам информацию, которая поможет нам в изучении других подобных экзопланет в других частях галактики.

Но Энайпоша тоже создает некоторые проблемы. Ее атмосфера настолько плотная, что мы не можем легко в нее заглянуть. Но статья, опубликованная в 2023 году на основе наблюдений JWST и Хаббла, показала, что экзопланета может иметь богатую водой атмосферу, которая также содержит испаренные металлы.

Теперь новые исследовательские усилия показывают, что мы могли что-то упустить. Под руководством астрономов Эверетта Шлавина из Университета Аризоны и Казумасы Оно из Национальной астрономической обсерватории Японии группа исследователей изучила транзитные данные для Энайпоши и обнаружила нечто неожиданное.

Данные JWST показывают, что когда экзопланета проходила перед звездой, совершая оборот по своей 1,6-дневной орбите, звездный свет, проходящий через атмосферу Энапоиши, был изменен углекислым газом, в концентрациях, близких к углекислому газу, составляющему более 96 процентов атмосферы Венеры.

Но сигнал был очень слабым.

«Обнаруженный сигнал CO 2 в первом исследовании был крошечным, поэтому потребовался тщательный статистический анализ, чтобы убедиться в его реальности», — говорит Оно. «В то же время нам нужны были физические и химические данные, чтобы определить истинную природу атмосферы GJ 1214 b».

Итак, во второй статье исследователи приступили к созданию теоретических моделей, которые могли бы объяснить данные. Они обнаружили, что сценарий, который лучше всего соответствует наблюдениям, заключается в том, что у Энайпоши есть атмосфера, в которой на более низких высотах преобладают металлы, а водород содержится лишь в относительно небольших количествах.

На больших высотах атмосфера состоит из густой дымки с аэрозолями, а также с CO 2 , который подразумевали их показания. Из этого возникает понятие супер-Венеры, мира, похожего на Венеру: очень жаркого и задыхающегося от богатой углеродом атмосферы, через которую трудно что-либо видеть.

Но пока еще не удалось обойти коварство экзопланеты. Наблюдаемая сигнатура настолько мала, что для определения правильности выводов команды потребуются обширные последующие исследования, особенно потому, что это что-то новое.

«Мы подчеркиваем важность высокоточных последующих наблюдений для подтверждения преобладания металлов в атмосфере», — пишут исследователи, — «поскольку это бросает вызов традиционному пониманию внутренней структуры и эволюции субнептунов».