MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды

Группа астрономов под руководством ученых из Института исследований экзопланет имени Троттье (iREx) Монреальского университета использовала возможности революционного космического телескопа имени Джеймса Уэбба, или JWST, для изучения экзопланеты HAT-P-18 b, похожей на горячий Сатурн.

Результаты исследования, опубликованные в прошлом месяце в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, дают полное представление об атмосфере HAT-P-18 b и одновременно решают сложную задачу отличия сигналов ее атмосферы от активности ее звезды.

HAT-P-18 b находится на расстоянии более 500 световых лет от Земли, имеет массу, схожую с массой Сатурна, но по размерам ближе к крупной планете Юпитер. В результате экзопланета обладает «слоеной» атмосферой, которая особенно идеально подходит для анализа.

Прохождение над пятнистой звездой

Наблюдения с помощью JWST были сделаны в тот момент, когда HAT-P-18 b проходила перед своей звездой, похожей на Солнце. Этот момент называется транзитом и имеет решающее значение для обнаружения и дальнейшей характеристики экзопланет с расстояния в сотни световых лет с удивительной точностью.

Астрономы не наблюдают свет, излучаемый непосредственно далекой планетой. Скорее, они изучают, как свет центральной звезды блокируется и подвергается влиянию планеты, вращающейся вокруг нее, и поэтому должны попытаться отделить сигналы, вызванные присутствием планеты, от сигналов, вызванных собственными свойствами звезды.

Как и наше Солнце, звезды не имеют однородной поверхности. У них могут быть темные звездные пятна и яркие области, которые могут создавать сигналы, имитирующие атмосферные атрибуты планеты. В недавнем исследовании экзопланеты TRAPPIST-1 b и ее звезды TRAPPIST-1 под руководством докторанта Удэма Оливии Лим наблюдалось извержение, или вспышка, на поверхности звезды, что повлияло на результаты наблюдений.

В случае с планетой HAT-P-18 b Уэбб поймал экзопланету как раз в тот момент, когда она проходила над темным пятном на своей звезде HAT-P-18. Это событие называется пересечением пятен, и его эффект был очевиден в данных, собранных для нового исследования. Команда iREx также сообщила о наличии множества других звездных пятен на поверхности HAT-P-18, которые не были заслонены экзопланетой.

Чтобы точно определить состав атмосферы экзопланеты, исследователям пришлось одновременно моделировать как атмосферу планеты, так и особенности ее звезды. В своем исследовании они отмечают, что такой учет будет иметь решающее значение при проведении будущих наблюдений за экзопланетами с помощью «Уэбба», чтобы полностью использовать их потенциал.

Мы обнаружили, что учет звездного загрязнения предполагает существование пятен и облаков вместо дымки и позволяет получить данные о содержании водяного пара почти на порядок ниже, — говорит ведущий автор исследования Мэрилу Фурнье-Тондро (Marylou Fournier-Tondreau).

Таким образом, учет звезды-хозяина системы имеет большое значение.

Благодаря канадскому прибору NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph), обеспечивающему более широкий охват длин волн в области видимого света, мы впервые четко разделили признаки дымки и звездных пятен.

H2O, CO2 и облака в палящей атмосфере

После моделирования экзопланеты и звезды в системе HAT-P-18 астрономы iREx провели тщательный анализ состава атмосферы HAT-P-18 b. Изучая свет, проходящий через атмосферу экзопланеты при прохождении через звезду-хозяина, исследователи обнаружили присутствие водяного пара (H2O) и углекислого газа (CO2).

Исследователи также обнаружили возможное присутствие натрия и заметили явные признаки облачного слоя в атмосфере HAT-P-18 b, который, по-видимому, заглушает сигналы многих молекул, обнаруженных в ней. Они также пришли к выводу, что поверхность звезды покрыта множеством темных пятен, которые могут существенно повлиять на интерпретацию данных.

Более ранний анализ тех же данных JWST, проведенный командой из Университета Джонса Хопкинса, также показал четкое обнаружение воды и CO2, но при этом сообщил об обнаружении мелких частиц на больших высотах, называемых дымкой, и нашел намеки на метан (CH4). Астрономы iREx рисуют другую картину.

Обнаружение CH4 не было подтверждено, а количество воды, которое они определили, оказалось в 10 раз меньше, чем было обнаружено ранее. Они также обнаружили, что обнаруженные в предыдущем исследовании дымки могут быть вызваны звездными пятнами на поверхности звезды, что подчеркивает важность учета звезды в анализе.

Может ли экзопланета поддерживать жизнь? Маловероятно. Хотя такие молекулы, как вода, углекислый газ и метан, в определенных соотношениях или в сочетании с другими молекулами могут рассматриваться как биосигнатуры, или признаки жизни, палящие температуры HAT-P-18 b, близкие к 600 градусам Цельсия, не сулят ничего хорошего для обитаемости планеты.

Будущие наблюдения с помощью другого прибора JWST — спектрографа ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) — обещают помочь уточнить результаты работы команды, например, обнаружение CO2, и пролить еще больше света на все тонкости этой горячей экзопланеты Сатурна.

09.01.2024


Подписаться в Telegram



Космос

Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе

Астрономы запечатлели массивное столкновение г...

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд

Первые научные снимки, сделанные спутником Euc...

Nature Astronomy: Открыта планета с плотностью сахарной ваты
Nature Astronomy: Открыта планета с плотностью сахарной ваты

Международная команда под руководством ис...

Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды
Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды

Ученые-планетологи из Университета Колора...

EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи

Магнитное поле Земли защищает нашу планету от&...

«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе

Тайны Вселенной не перестают привлекать л...

Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать

За последнее десятилетие человечество стало св...

ALMA обнаружил тень квазара, который застал Вселенную моложе миллиарда лет
ALMA обнаружил тень квазара, который застал Вселенную моложе миллиарда лет

Теоретические предсказания подтвердились благо...

Планета размером с Землю обнаружена на «заднем дворе» нашего Солнца
Планета размером с Землю обнаружена на «заднем дворе» нашего Солнца

Группа астрономов обнаружила планету, которая ...

MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды
MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды

Группа астрономов под руководством ученых...

Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры
Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры

Из чего состоят облака Венеры? Ученые знают, ч...

MNRAS: Нептун и Уран действительно похожи
MNRAS: Нептун и Уран действительно похожи

Нептун известен как насыщенный голубой, а...

Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена
Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена

Впервые люди потревожили лунную пыль 13 сентяб...

PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?
PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?

По мере развития астрофизических технологий и&...

Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса
Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса

Исследователи Военно-морской исследовательской...

NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути
NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути

На последнем снимке космического телескопа НАС...

Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее
Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее

Иммиграция на Марс и жизнь на н...

На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов
На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов

Международная группа ученых под руководст...

The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную
The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную

Новые изображения, полученные с помощью к...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи

Новости компаний, релизы

Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Минералоги СПбГУ нашли на острове Диско возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов
Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения
Астрономы СПбГУ узнали возраст одного из самых мощных метеорных потоков