У экзопланеты типа Нептуна могут быть водяные облака
Планета, похожая на Нептун, которая находится относительно близко к Земле, может преподнести водный сюрприз. Экзопланета, которая называется TOI-1231 b, может иметь облака воды в атмосфере, но наблюдения настолько предварительные, что пока трудно сказать наверняка.
«Будущие наблюдения за этой новой планетой позволят нам определить, насколько часто (или редко) водные облака образуются вокруг этих умеренных миров», – говорит Дженнифер Берт, ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнии и ведущий автор нового исследования.
Художник изображает экзопланету, похожую на Нептун. Изображение предоставлено NASA / JPL-Caltech
Определение состава планеты
Хотя наблюдения TOI-1231 b предполагают, что планета имеет значительную атмосферу, исследователи предупредили, что они не могут полностью определить состав планеты. Модели предполагают, что она имеет либо плотную атмосферу водяного пара, которая может содержать водяные облака, либо более крупную водородную или водородно-гелиевую атмосферу, аналогичную атмосфере Нептуна.
Подтверждения могут прийти относительно быстро. TOI-1231 b находится всего в 90 световых годах от Земли, поэтому ее относительно легко обнаружить в крупных обсерваториях. Космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА, который готовится к запуску этой осенью, оптимизирован для наблюдения за планетами с атмосферой, особенно газовыми гигантами.
Ожидания от Хаббла
Но даже до этого команда получит опыт наблюдений с помощью космического телескопа Хаббла , потому что у одного из авторов статьи есть время телескопа для 31-летней обсерватории. (Эти наблюдения будут зависеть от того, решит ли НАСА компьютерный сбой, который не позволяет Хабблу работать с 13 июня).
«С помощью метода, называемого спектроскопией пропускания, ученые смогут использовать космический телескоп Хаббла – а вскоре и гораздо более чувствительный космический телескоп Джеймса Уэбба – для захвата звездного света, сияющего сквозь атмосферу TOI-1231 b, – говорится в заявлении НАСА об открытии экзопланеты. – Молекулы в атмосфере этой планеты будут поглощать срезы света из этого спектра, оставляя темные линии, которые можно прочитать как штрих-код, показывающий, какие газы присутствуют».
Хаббл также будет искать доказательства “хвоста”, исходящего от планеты, который появился бы, если бы атомы водорода или гелия были видны, когда планета проходила по лицевой стороне своей звезды.
По словам исследователей, обычно атомы водорода очень сложно обнаружить, потому что они очень похожи на межзвездный газ. В этом случае, однако, система планета-звезда довольно быстро удаляется от Земли, и эта скорость дает необычную возможность обнаружить потенциально более прочные атомы водорода на более медленном межзвездном фоне.
Звезда и атмосфера
Мы действительно кое-что знаем о TOI-1231 b, который был обнаружен спутником NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite ( TESS ) и подтвержден с помощью спектрографа Carnegie Planet Finder на телескопе Magellan Clay в Чили. TOI-1231 b имеет диаметр примерно в 3,5 раза больше Земли, что делает его немного меньше Нептуна. TOI-1231 b также имеет 24-дневный орбитальный период, приближаясь к ближайшей карликовой звезде M всего в 90 световых годах от Земли.
Поскольку размер M карликов составляет лишь часть размера Солнца Земли, телескопам легче обнаружить потемнение при прохождении большой планеты по поверхности звезды (как это сделал TESS) или гравитационные «колебания», вызванные во время планетной орбиты.
Несмотря на то, что TOI-1231 b вращается близко к своей звезде, его атмосфера относительно прохладна – 60 градусов по Цельсию. Хотя это более чем вдвое превышает среднюю температуру Земли , Берт сказал, что TOI-1231 b является «положительно холодным» по сравнению с большинством транзитных планет, таких как «горячие Юпитеры», температура которых обычно достигает сотен или тысяч градусов.