Хелиевата атмосфера на Exoplanet се надува като балон

Концепцията на художника за екзопланетата HAT-P-11b (пред нейната звезда), като нейната удължена хелиева атмосфера е издутана в космоса от звездното излъчване от звездата. Изображение чрез Денис Байрам.

Екзопланетите се предлагат в много различни видове и размери, от малки скалисти до газови гиганти, много по-големи от Юпитер. Сега астрономите са открили друг уникален свят, с богата на хелий атмосфера, за която казват, че е „подута като балон“. Изследователският екип, ръководен от учени от Женевския университет в Швейцария (UNIGE), публикува своите рецензирани резултати в изданието на 6 декември 2018 г. на списание Science .

Хелий е доста рядък на Земята, но е често срещан във цялата Вселена. Всъщност това е вторият най-изобилен елемент на Вселената след водорода. Планетата - с етикет HAT-P-11b - има атмосфера, която е „издута” по-голяма от нормалната, нещо като балон за детски играчки, нещо, което никога не е виждано досега. Както заяви Джесика Спаке от Университета в Ексетер, учените са вдъхновени от откритието:

Това е наистина вълнуващо откритие, по-специално, тъй като хелий беше открит само в атмосферата на екзопланета за първи път по-рано тази година. Наблюденията показват, че хелият е взривен далеч от планетата чрез излъчване от приемащата си звезда. Надяваме се, че можем да използваме това ново изследване, за да научим какви видове планети имат големи обвивки от водород и хелий и колко дълго могат да задържат газовете в атмосферата си.

HAT-P-11b е малко по-голям от Нептун. Изображение чрез Aldaron / Wikipedia / Open Exoplanet Catalog.

HAT-P-11b, открит за пръв път през 2009 г., е известен като горещ Нептун, на 124 светлинни години в съзвездието Cygnus. HAT-P-11b, с размерите на Нептун в нашата Слънчева система, е буквално подут с хелий, тъй като газът изтича в космоса от прегрятата атмосфера. Както подсказва името, атмосферата е много гореща, около 1022 градуса по Фаренхайт (550 градуса по Целзий)! Това може би не е твърде изненадващо, тъй като планетата орбитира 20 пъти по-близо до своята звезда, отколкото Земята обикаля около Слънцето. Както е обяснено от Romain Allart, доктор по медицина. студент в UNIGE и първи автор на новото изследване:

Подозирахме, че тази близост със звездата може да повлияе на атмосферата на тази екзопланета. Новите наблюдения са толкова прецизни, че атмосферата на екзопланета несъмнено се надува от звездното излъчване и избягва в космоса.

Хелият е трудно да се открие на екзопланети, но първо беше открит предварително на HAT-P-11b с космическия телескоп Хъбъл по-рано тази година, въпреки че резултатите бяха трудни за интерпретиране. Необходими бяха допълнителни наблюдения, затова някои от членовете на екипа от UNIGE, които също са членове на Националния център за компетентност в изследователските планети (NCCR PlanetS), решиха да използват друг телескоп - телескопа с размер 4 метра при Калара Обсерватория Алто в Андалусия, Испания - която използва нов тип спектрограф, наречен CARMENES.

Концепцията на художника за това как би изглеждал гледката високо в атмосферата на HAT-P-11b. Изображение чрез NASA / JPL-Caltech.

Инструментът CARMENES е в състояние да идентифицира повече от 100 000 цвята в инфрачервения спектър, за разлика от стотиците, които Хъбъл може да види. Тази способност да се виждат фини детайли помогна не само да се потвърди наличието на хелий в атмосферата на HAT-P-11b, но и да се покаже, че хелият бавно избягва в космоса, тъй като атмосферата се "надува" от излъчване на частици от звездата (слънчевият вятър на звездата).

Новите данни са толкова точни, че учените са в състояние да проследят траекториите на хелиевите атоми, докато те избягат от атмосферата. Както беше обяснено от Винсент Бурие в UNIGE и NCCR PlanetS:

Хелият е издут от дневната страна на планетата до нощната й страна с над 10 000 км / ч. Тъй като това е толкова лек газ, той лесно се измъква от привличането на планетата и образува разширен облак навсякъде около него.

Резултатите правят HAT-P-11b интересен казус по отношение на атмосферата на екзопланети и как новата технология може да каже на астрономите повече за техния състав и поведение, въпреки че повечето от тези светове са на много светлинни години. Това включва планети - като HAT-P-11b - с гореща атмосфера. Така наречените „горещи юпитери“ също са често срещани, както са открити най-новите космически и наземни телескопски проучвания. Подобно на HAT-P-11b, те орбитират много близо до своите звезди, за разлика от газовите гиганти в нашата собствена слънчева система и затова имат пареща атмосфера. Както отбелязва Кристоф Ловис, също от UNIGE и NCCR PlanetS и съавтор на новото изследване:

Това са вълнуващи времена за търсене на атмосферни подписи в екзопланети.

Хелий, макар и доста рядък на Земята, се използва за различни цели, включително за пълнене на балони. Атмосферата на HAT-P-11b също съдържа хелий и е „надут” като гигантски балон. Изображение чрез chriskeller / pixabay / CC0 Creative Commons.

Всъщност те са. Преди няколко десетилетия дори не се знаеше дали съществуват екзопланети, но сега те са открити от хилядите. Астрономите не само ги намират, но и сега започват да могат да различават повече за тях - техните размери, маси, състави, температури и атмосфера. В момента това е ограничено предимно до по-големи планети като HAT-P-11b, но скоро нови телескопи като космическия телескоп James Webb ще могат да изучават атмосферите на скалисти планети с размер на Земята - също сега се откриват - и да разберете как мнозина могат да бъдат обитаеми цял живот.

През 2014 г. също беше съобщено, че в атмосферата на планетата е открита водна пара, която е съставена предимно от водород, заедно с хелия.

Долна линия: Надутата атмосфера на хелий на HAT-P-11b предлага на астрономите уникална възможност да проучат какво се случва, когато атмосферата на гигантска екзопланета стане прегрята от звездата си и поне частично се издуха в космоса. Тези данни могат също да бъдат полезни, когато наблюдавате и други гигантски планети с горещ газ, като горещи юпитери.

Източник: Спектрално разрешена абсорбция на хелий от разширената атмосфера на топла екзопланета с маса на Нептун

Чрез Университета в Женева

Лунните календари на EarthSky са готини! Правят страхотни подаръци. Поръчай сега. Отивате бързо!

Искате ли да видите най-ярката комета на 2018 г.? Как да видите комета 46P / Wirtanen