Ближайшая экзопланета потеряла свою атмосферу, а затем создала новую

Спустя пять лет после своего открытия одна из самых интересных экзопланет Млечного Пути стала еще более интригующей. GJ 1132 b, когда-то считавшаяся одной из самых важных планет за пределами Солнечной системы, потеряла свою атмосферу — и с тех пор обросла новой.

Впервые, мы идентифицировали экзопланету, которая значительно изменила свою атмосферу из-за вулканической активности.

Такие изменения позволили ученым изучить магматический состав экзопланеты путем изучения ее атмосферы, но и повысили вероятность того, что гораздо больше подобных экзопланет могут иметь атмосферы, которые мы могли бы исследовать. Документ с описанием результатов исследования был принят в The Astronomical Journal, препринт доступен на arXiv.

«Это супер захватывающе, потому что мы считаем, что атмосфера, которую мы видим сейчас, была восстановлена, поэтому это вторичная атмосфера», — сказала астроном Раисса Эстрела из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в Пасадене, Калифорния.

GJ 1132 b загадка для ученых. Об его открытии было объявлено в 2015 году с большой помпой. Это скалистый мир, в 1,66 раза больше массы и в 1,16 раза больше Земли — всего в 41 световом году от нас.

Однако есть некоторые важные отличия. GJ 1132 b находится на 1,6-дневной орбите вокруг своей звезды-хозяина, GJ 1132. Хотя GJ 1132, маленький красный карлик, намного холоднее и тусклее, чем Солнце, его температура все равно очень высока — около 530 Кельвинов (257 °С, 494 °F). Кроме того, на GJ 1132 b в 19 раз больше падающего звездного излучения, чем Земля получает от Солнца.

Кроме того, считается, что GJ 1132 b возникла как экзопланета, совершенно отличная от Земли, Марса и Венеры. Астрономы полагают, что экзопланета началась как мини-Нептун — меньше Нептуна, но больше Земли — и что осталось, так это скалистое ядро ​​после того, как его первоначальная водородная атмосфера была испарена звездным излучением в течение 5 миллиардов лет жизни экзопланеты.

Астрономы использовали телескоп MPG / ESO в Чили, чтобы наблюдать за экзопланетой, когда она проходила между нами и своей звездой. Эти транзиты вызывают слабые провалы в свете звезд, но, если экзопланета имеет атмосферу, некоторые длины волн света могут поглощаться или испускаться атомами в атмосфере, показывая присутствие различных элементов.

Согласно данным MPG / ESO, у GJ 1132 b действительно была атмосфера — и она казалась богатой водородом, что соответствовало сценарию мини-Нептуна.

Теперь, более пристальный взгляд на экзопланету с помощью космического телескопа Хаббла перевернул это представление с ног на голову.

Данные Хаббла показали, что это не просто водородная атмосфера, которую таит в себе GJ 1132 b. Вместо этого это сложная смесь водорода, цианистого водорода, метана и аммиака с густой углеводородной дымкой, похожей на смог Земли.

По данным команды, атмосферное давление у поверхности аналогично атмосферному давлению Земли. Поскольку атмосфера все еще просачивается в космос, это кажется довольно удивительным.

Чтобы понять, что происходит, команда обратилась к компьютерному моделированию. Кажется, наиболее вероятным объяснением является то, что первоначальная водородная атмосфера GJ 1132 b была поглощена океаном расплавленной магмы, покрывавшей экзопланету, когда она была еще очень молодой.

Хотя поверхность экзопланеты к настоящему времени остыла, ее внутренняя часть все еще теплая и активная, поскольку гравитационное взаимодействие со звездой делает ее горячей и мягкой. Вулканическая активность высвобождает водород, среди других элементов, формируя новую атмосферу.

«Вторая атмосфера исходит с поверхности и изнутри планеты, и поэтому она является окном в геологию другого мира», — сказал астроном Пол Риммер из Кембриджского университета в Великобритании.

Исследование будет опубликовано в The Astronomical Journal и доступно на arXiv.

Источники: Фото: (NASA, ESA, and R. Hurt/IPAC/Caltech)