Экзопланета испаряется. И по космическим меркам – очень быстро!
Экзопланета почти в 100 световых годах от Земли исчезает. И очень быстро – по космическим меркам, бьют тревогу астрономы. Используя космический телескоп «Хаббл», им удалось обнаружить GJ 3470b – экзопланету средних размеров примерно с Нептун, которая испаряется в 100 раз быстрее, чем ранее обнаруженная планета таких же размеров. «Это говорит о том, что планеты могут терять значительную долю всей своей массы», говорит Дэвид Синг, профессор астрофизики Университета Джона Хопкинса, автор исследования.
«GJ 3470b теряет больше своей массы, чем любая другая планету, которую мы видели до сих пор; всего через несколько миллиардов лет половины планеты уже не будет».
Значит ли это, что и наша планета может вот так вот испариться – со всем ее содержимым и обитателями?
Результаты работы были опубликованы в Astronomy & Astrophysics.
Тревожная планета
Это исследование стало частью программы Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury, которой руководит Синг. Ее задача – измерить атмосферы 20 экзопланет в ультрафиолетовом, оптическом и инфракрасном свете по мере их вращения вокруг своих звезд. PanCET – крупнейшая программа наблюдения экзопланет, запущенная на телескопе NASA «Хаббл».
Астрономов особенно интересует, как планеты теряют свою массу в процессе испарения. Планеты вроде суперземель и горячих юпитеров, которые движутся на близких по отношению к звездам орбитах, находятся в весьма жарких условиях, которые приводят к сдуванию внешних слоев атмосферы.
В то время как большие экзопланеты размером с Юпитер и экзопланеты размером с Землю весьма распространены, экзопланеты среднего размера – с Нептун (примерно в четыре раза болльше Земли) – достаточно редкие. Ученые связывают это с тем, что атмосферы этих нептунов сдуваются и они превращаются в конечном итоге в планеты поменьше.
Достаточно трудно, впрочем, наблюдать их в процессе этого, потому что ученые могут исследовать экзопланеты только в ультрафиолетовом свете, что ограничивает их изучением близлежащих звезд на расстоянии не более 150 световых лет от Земли, не укрытых межзвездным материалом.
Голое ядро
GJ 3470b находится в 96 световых годах и обращается вокруг красной карликовой звезды в общем направлении созвездия Рака.
«Хаббл» обнаружил, что экзопланета GJ 3470b потеряла намного больше массы и стала значительно меньшей экзосферой, чем первая изученная экзопланета размером с Нептун, GJ 436b, из-за низкой плотности и сильного излучения родительской звезды.
Низкая плотность GJ 3470b приводит к тому, что планета неспособна гравитационно удерживать нагретую атмосферу, и если родной звезде планеты GJ 436b от 4 до 8 миллиардов лет, родной звезде GJ 3470b всего 2 миллиарда лет. Молодая звезда более активная и мощная, а значит излучает больше тепла, нагревающего атмосферу планеты.
По оценкам команды Синга, GJ3470b, возможно, уже потеряла до 35 процентов своей общей массы, и через несколько миллиардов лет потеряет весь газ, останется только твердое ядро.
«Мы начинаем лучше понимать, как формируются планеты и какие свойства влияют на их общий состав», говорит Синг. «Наша цель в этом исследовании – широко рассмотреть атмосферы этих планет, чтобы определить, как каждая планета подвержена влиянию окружающей среды. Сравнивая разные планеты, мы можем начать составлять более общую картину их развития».