Экзопланеты

Международная группа ученых обнаружила на уникальной планете WASP-76b, которая является горячим юпитером, необычное вещество. Открытие ионизированного кальция в атмосфере свидетельствует о более высокой температуре, чем ранее считали ученые, или о сильных ветрах в верхнем слое газовой оболочки. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Горячие юпитеры характеризуются высокими температурами из-за экстремальной близости к их звездам. WASP-76b, обнаруженная в 2016 году, находится примерно в 640 световых годах от Земли, но настолько близка к своей звезде спектрального класса F, которая немного горячее Солнца, что совершает один оборот по орбите за 1,8 земных дня. На дневной стороне планеты происходит испарение железа, которое затем конденсируется на ночной стороне, выпадая в виде дождей.

В новом наблюдении астрономы зафиксировали три необычных спектральных линии, которые соответствуют присутствию ионизированных атомов кальция. Это указывает на две возможности: либо на экзопланете очень сильные ветры в верхних слоях атмосферы, либо температура атмосферы на экзопланете намного выше, чем ранее полагали специалисты.

По словам ученых, дистанционное зондирование десятков экзопланет, охватывающее широкий диапазон масс и температур, позволяет получить полную картину истинного разнообразия инопланетных миров, включая достаточно жаркие, чтобы поддерживать железный дождь, и с более умеренным климатом.

https://lenta.ru/news/2021/10/07/planets/

Большинство звезд, включая Солнце, генерируют магнитную активность, в результате действия которой формируется быстродвижущийся ионизированный «ветер», а также рентгеновское и ультрафиолетовое (УФ) излучение. Рентгеновское и УФ-излучение со стороны звезды может быть поглощено в верхних слоях атмосферы обращающейся вокруг звезды планеты, где выделяемого при поглощении тепла может хватить на разогрев атмосферы планеты до температуры, достаточной для удаления газовой оболочки в космос. Карлики спектрального класса М, представляющие наиболее распространенный из известных классов звезд, имеют меньшие размеры и температуры поверхности, чем Солнце, и отличаются очень активными магнитными полями.

Поскольку они имеют относительно низкие температуры поверхности, то их обитаемые зоны располагаются близко к звездам (обитаемой зоной называют диапазон расстояний от звезды, в котором вода на поверхностях планет, обращающихся вокруг светила, имеет возможность находиться в жидком состоянии). Любые каменистые экзопланеты, которые лежат в обитаемой зоне карлика спектрального класса М, из-за близости к звезде особенно сильно подвержены влиянию фотоиспарения, что может привести к частичной или полной потере атмосферы. Некоторые теоретики убеждены, что планеты с достаточно плотными оболочками из гелия или водорода могут получить больше шансов на обитаемость, если часть их атмосферы будет удалена в результате фотоиспарения.

Влияние рентгеновского и УФ-излучений на атмосферы экзопланет изучалось на протяжении почти 20 лет, однако влияние на них звездного ветра изучено к настоящему времени лишь очень слабо. В новом исследовании группа астрономов под руководством Лауры М. Харбах (Laura M. Harbach) произвела моделирование влияния звездного ветра на экзопланету с богатой водородом атмосферой, обращающуюся близко к карлику спектрального класса М. В качестве примера они использовали конфигурацию системы экзопланет под названием TRAPPIST-1, включающую холодный карлик спектрального класса М, вокруг которого обращаются семь планет, шесть из которых расположены достаточно близко к звезде, чтобы находиться в обитаемой зоне.

Моделирование показало, что в зависимости от конкретных условий звездный ветер может формировать истекающие в космос потоки в атмосфере планеты. Команда нашла, что магнитные поля как звезды, так и планеты играют существенную роль в формировании структуры таких потоков, которые можно наблюдать и изучать по эмиссионным линиям водорода в ультрафиолетовом диапазоне. Эти результаты моделирования показывают, что свойства атмосфер планет, обращающихся вокруг родительских звезд-карликов спектрального класса М, могут изменяться в широком диапазоне и что некоторые физические условия могут изменяться в очень небольшом временном масштабе, что существенно усложняет интерпретацию наблюдений последовательных транзитов экзопланет. Проведенные командой расчеты подчеркивают необходимость использования трехмерного моделирования, которое включает влияние магнитных полей, для интерпретации результатов наблюдений транзитов планет по диску звезды спектрального класса М, отмечается в работе.

Статья опубликована в журнале Astrophysical Journal.

https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=...

Человечество все еще находится в поисках миров, где может быть обнаружена жизнь. Каждый день ученые находят все больше и больше потенциально пригодных для жизни планет. В апреле 2021 года астрономы обнаружили экзопланету Суперземлю и множество других, по их предположению, пригодных для жизни экзопланет. Как далеко находятся эти планеты? Каким способом их обнаружили? И действительно ли там может быть жизнь? Давайте разберемся в этих вопросах.

В течение последних 25 лет астрономы обнаружили большое количество экзопланет, состоящих из камня, льда и газа. Экзопланеты – это планеты, расположенные за пределами Солнечной системы.

Космический телескоп "Кеплер", запущенный в 2009 году, наблюдал за 155 000 звезд в одном небольшом участке млечного пути. Его задача - искать крошечные провалы в звездном свете, вызванные прохождением экзопланеты перед своей звездой. К тому времени, когда у космического аппарата закончилось топливо в октябре 2018 года, он обнаружил среди этих звезд 4 000 планет-кандидатов, которые могут быть похожи на Землю.

Кто-нибудь помнит суровую пустынную родную планету Люка Скайуокера Татуин, на которой было два солнца. В мае 2021 года исследователи провели повторный анализ данных космического телескопа "Кеплер" и обнаружили не одну, а пять систем двойных звезд в стиле "Звездных войн", в которых могут находится планеты с пригодными для жизни условиями. Жизни в той или иной форме.

Исследователи искали похожие на Землю планеты с водой на поверхности. Поэтому они смотрели на массу бинарных звезд, их яркость, размер и близость к планетам в системе. Учёные считают, что в одной из этих систем они нашли планету, которая имеет благоприятную температуру, чтобы вода на её поверхности была в жидком состоянии.

Она находится в системе Kepler 38, примерно в 4000 световых годах от Земли. Эта экзопланета имеет две звезды. Одна из них подобна нашей, и еще одна чуть меньше. Они совершают эксцентрический оборот вокруг общего центра масс каждые 18 дней. Данная система является наилучшим кандидатом на существование мира, похожего на Землю. Обнаруженная здесь планета, размером с Нептун, и, возможно, в обитаемой зоне бинарных звезд есть еще несколько планет, о которых мы пока не знаем.

Совсем недавно астрономы обнаружили еще одну экзопланету на расстоянии около 90 световых лет от Земли. По предварительным оценкам на ней есть атмосфера, в которой могут быть облака, содержащие воду. Экзопланета toi 1231B немного больше Земли, но немного меньше Нептуна. Поэтому учёные относят её к классу суперземля. Она находится в восемь раз ближе к своей звезде, чем наша планета к Солнцу. Температура поверхности, согласно измерениям, составляет около 60 градусов Цельсия. Это самая холодная экзопланета из когда-либо найденных , и она станет идеальной мишенью для изучения атмосферы экзопланет.

К сожалению, большинство экзопланет суперземель, которые мы находим и называем пригодными для жизни, оказываются слишком горячими для поддержания токовой. Хорошим примером этого является планета, вращающаяся вокруг красного карлика Глизе 486, который находится всего в 26 световых годах от Земли. Обнаруженная экзопланета, названная Глизе 486b, на 30 % больше и почти в 3 раза тяжелее массы Земли. Проблема в том, что её температура составляет 430 градусов по Цельсию. Однако, несмотря на такую высокую температуру, эта планета сохранила часть своей первоначальной атмосферы. Это транзитная планета, которая проходит перед своей звездой с очень удачного ракурса, что позволяет учёным проводить её углублённый анализ.

Еще один пример выжженной супеземли, под названием GJ740B, был недавно обнаружен в 36 световых годах от Земли. Экзопланета вращается вокруг красного карлика с периодом 2,4 дня, а ее масса примерно в 3 раза превышает массу Земли. Однако эта планета - не место для образования жизни, её температура достигает примерно 500 градусов по Цельсию, а поверхность, вероятно, очень похожа на Венеру.

Похоже, что поиск экзопланет, на которых может существовать жизнь, оказывается нелегким делом, а экзопланеты-гиганты из газа и льда встречаются чаще, чем планеты земной группы. Это связано с тем, что газовые и ледяные гиганты легче увидеть во время транзитов из-за их размера и потому, что спектр света искривляется и наклоняется гораздо сильнее, чем у меньшей каменистой планеты, такой как Земля. Возможно ли найти жизнь на одном из этих газовых гигантов?

Если мы собираемся искать жизнь, мы не должны ограничивать наши поиски планетами, похожими на Землю. Карл Саган и Стивен Хокинг предполагали, что жизнь может существовать в атмосферах газовых гигантов. Из тысяч кандидатов в экзопланеты, открытых "Кеплером", наиболее распространенными являются горячие экзопланеты типа Юпитера, которые вращаются очень близко к своей родительской звезде. Газовые гиганты не имеют твердой поверхности, на которой могла бы существовать жизнь, подобная земной. Но возможно ли, что в облаках газовой планеты может жить какой-нибудь экстремофил, существо похожее на тихоходку?

Газовые гиганты состоят в основном из водорода и гелия. И хотя это может показаться надуманным, вполне возможно, что жизнь может развиваться в верхних слоях атмосферы газовых гигантов. Дебаты о том, может ли жизнь существовать в токсичных облаках Венеры, еще далеки от завершения. Ученые обнаружили химическое вещество фосфин в густой венерианской атмосфере, и исследователи утверждают, что единственным объяснением источника этого химического вещества является нечто живое. Могут ли газовые гиганты иметь такую же возможность?

Если нам и удастся найти жизнь на газовых гигантах, то она, вероятно, будет совершенно иной, чем мы ожидаем. Формы жизни на газовых планетах могли бы выживать за счет электрической энергии от световых бурь и получать воду из паров в атмосфере. Разумеется, такая форма жизни должна будет справиться с экстремальным давлением газового гиганта.

С каждым днем мы находим все больше экзопланет. И когда-нибудь нам удастся найти признаки жизни на одной из них. Анализ старых данных космического аппарата "Кеплер" - это еще не все, что мы можем сделать для поиска новых миров.

Появился еще один телескоп. Преемник "Кеплера" – космический телескоп TESS, который находит тонны новых экзопланет. Его запустили на борту ракеты SpaceX falcon 9 в апреле 2018 года. В настоящее время TESS является нашим лучшим и самым искусным искателем планет, и он обнаружил более 2 200 планет-кандидатов, вращающихся вокруг ярких звезд, и сотни из них могут быть похожими на Землю.

Новая эра в изучении экзопланет только начинается. Когда наши новые телескопы, такие как «Джемс Уэбб» и «HabEx», наконец заработают, мы сможем найти больше новых миров и узнать, из чего именно состоят их атмосферы. Появится возможность обнаружить водяной пар, а также кислород, что может означать наличие жизни.

Подумайте только, всего несколько десятилетий назад мы не знали, часто или редко встречаются планеты у других звезд. Благодаря новым открытиям у нас теперь есть доказательства того, что наша галактика полна других миров, и на некоторых из них может существовать жизнь. Как вы думаете, скоро ли мы найдем жизнь на другой планете, и если да, то как, по-вашему, это повлияет на мир?

Используя спутник НАСА Transiting Exoplanets Survey Satellite (TESS), международная команда астрономов обнаружила новую экзопланету класса субнептунов, обращающуюся вокруг карлика спектрального класса М. Эта вновь обнаруженная планета, получившая обозначение TOI-2406 b, примерно в три раза крупнее Земли.

Миссия TESS проводит обзор примерно 200 000 самых ярких звезд, расположенных относительно недалеко от Солнца, с целью поисков экзопланет. К настоящему времени при помощи этой миссии было обнаружено свыше 4400 экзопланет-кандидатов, из которых 144 были подтверждены.

В новом исследовании группа астрономов во главе с Робертом Уэлсом (Robert Wells) из Бернского университета, Швейцария, подтвердила новую планету, обнаруженную при помощи спутника TESS на орбите вокруг звезды TOI-2406. Спутник TESS наблюдал звезду TOI-2406 в 2018 г. и 2020 г. Планетная природа сигнала была подтверждена последующими фотометрическими и спектроскопическими наблюдениями, проведенными при помощи наземных обсерваторий.

Вновь обнаруженная планета имеет радиус в 2,94 радиуса Земли. Данные показывают, что экзопланета обращается вокруг родительской звезды с периодом 3,07 суток, находясь на расстоянии примерно в 0,023 астрономической единицы (1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца) от нее. Равновесная температура планеты TOI-2406 b составила, согласно измерениям, около 447 Кельвинов, а масса планеты была оценена в 9,1 массы Земли. Астрономы отмечают, что планета TOI-2406 b оказалась крупнейшим субнептуном, известным науке.

Родительская звезда TOI-2406 представляет собой бедную металлами звезду спектрального класса M4 V, расположенную на расстоянии около 182 световых лет от Земли. Радиус звезды составляет 0,2 радиуса нашего светила, а масса – порядка 0,16 масс Солнца. Эффективная температура звезды составляет приблизительно 3100 Кельвинов, а металличность находится на уровне -0,38.

В работе также отмечается, что обнаруженная планетная система является довольно необычной с точки зрения теории формирования планет, поэтому требует дополнительного изучения.

Исследование опубликовано онлайн на сервере arxiv.org.

https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=...