«Габбл» розгледів зникаючий гарячий нептун

За допомогою телескопа «Габбл» вчені підтвердили гіпотезу про швидкоплинність життя спекотних екзопланет середнього розміру. Група дослідників виявила нову екзопланету розміром з Нептун, яка неймовірно швидко втрачає свою масу.

До недавнього часу вчені стикалися з незрозумілою тенденцією: екзопланети, що обертаються в безпосередній близькості від своєї зірки, мають дивний розкид за розмірами. Тут трапляються планети розміром з Юпітер, або суперземлі, радіус яких не перевищував 1,5 земного. Планети ж середнього розміру, нептуноподібні, зустрічаються тільки на відносному віддаленні від світила. Це дозволяє припускати, що такі планети існували, в різних системах, але вже за якихось причин зникли. Однієї з задач в області вивчення екзопланет до недавнього часу був доказ або спростування цього припущення, інформує UkrMedia.

Кілька років тому астрономи за допомогою телескопа «Габбл» зафіксували, що один з найтепліших з відомих нептунів (GJ 436b) втрачає свою атмосферу. Однак це відбувається не з тією швидкістю, щоб в короткі за астрономічними мірками планета зникла (термін її життя оцінюється в 400 мільярдів років). Тепер же вчені виявили і досліджували інший гарячий нептун, GJ 3470b, який втрачає масу зі швидкістю в 100 разів більше, ніж його попередник GJ 436b. Обидві планети знаходяться дуже близько до своїх зірок, на відстані близько шести мільйонів - це одна десята відстані між Меркурієм і Сонцем.

Як і у випадку раніше виявленого GJ 436b, інтенсивне випромінювання зірки нагріває атмосферу планети GJ 3470b до точки, в якій вона долає гравітаційне тяжіння, атмосфера роздувається і «стікає» з планети. Внаслідок цього навколо планети утворюється гігантська каплеподібна хмара, яке з часом розсіюється в космосі. Одна з причин, за якою GJ 3470b випаровується в рази швидше, ніж GJ 436b, полягає в тому, що його щільність значно менша, тому його атмосфера гравітаційно менш стабільна.

Більш того, зірці, в системі якої знаходиться GJ 3470b, всього два мільярди років, на відміну від зірки, навколо якої обертається планета GJ 436b - їй, за різними оцінками, від чотирьох до восьми мільярдів років. Молода зірка більш активна, тому вона бомбардує планету більш сильною радіацією, ніж отримує GJ 436b.

Вчені вивчили густинні характеристики GJ 3470b і зробили висновок, що його атмосфера може бути багата воднем і гелієм. Для підтвердження цього припущення астрономи використовували спектрограф «Габбла», щоб виявити ультрафіолетове випромінювання водню. В результаті дослідники виявили, що в період проходження планетою відрізка орбіти, найбільш наближеного до зірки (перигей), її оболонка починає розтягуватися, формується шлейф довжиною в кілька мільйонів кілометрів.

За оцінками авторів статті, планета таким чином втратила цілих 35% свого матеріалу за час свого існування, до того ж вона, ймовірно, втрачала масу ще швидше, коли її зірка була молодша і випромінювала сильніше. Якщо планета продовжить швидко втрачати масу, вона скоротиться до мінінептуна через кілька мільярдів років.

Водень, мабуть, не єдиний елемент, що піддається «витоку». Дослідники планують використовувати «Габбл» для пошуку елементів, важчих, ніж водень і гелій, які могли покинути планету разом з воднем. «Ми вважаємо, що водень може притягувати з нижньої атмосфери і більш важкі елементи, такі як вуглець», - говорить керівник дослідження Вінсент Бурьє.

Виявлення нового гарячого нептуна поки підтверджує гіпотезу про те, що життя гарячих екзопланет середнього розміру дуже швидкоплинне. Втрачаючи більшу частину своєї маси, вони стають мінінептунами, після чого можуть зменшитися ще більше, щоб стати суперземлями. Спостереження за двома гарячими нептунами виправдаи прогнози і припущення вчених, але автори відзначають, що у продовження цього дослідження туманні перспективи. Вони обмежені насамперед неможливістю застосувати метод ультрафіолетового сканування водню в атмосфері екзопланет на відстанях понад 150 світлових років. При цьому виявлення гарячого нептуна - настільки рідкісна подія, що вчені не впевнені, чи існують ще такі планети в безпосередній близькості від Сонячної системи.