02.09.2013 | Наука

Астрономы исследовали атмосферу горячего Урана

Сразу две разные группы астрономов сообщили о наблюдении экззопланеты GJ3470b, которая относится к редкому классу «горячих Уранов». Американские ученые получили серию спектров в среднем инфракрасном диапазоне.

А их коллеги из Италии и Германии работали в ближней инфракрасной и ультрафиолетовой части спектра. Ученые пришли к выводу о том, что атмосфера планеты по-разному выглядит в разных диапазонах, однако не смогли придти к единому мнению об ее устройстве. Научные статьи, принятые у обеих групп журналом Astronomy & Astrophysics, доступны в виде препринтов.

Планету, которая расположена вблизи красного карлика спектрального класса М, изучили при помощи нескольких наземных телескопов. Американская группа исследователей использовала телескоп Кек в обсерватории на Мауна-Кеа (Гавайские острова) с инфракрасным спектрометром MOSFIRE. Ученые получили серию спектров в диапазоне от 2,09 до 2,36 микрометров. Это соответствует максимуму теплового излучения, которое дает нагретое примерно до тысячи градусов Цельсия тело: примерно до такой температуры нагрета GJ3470b.

Итальянская группа вела наблюдения при помощи Большого Бинокулярного телескопа в Маунт-Грэм (международная обсерватория на территории штата Аризона, США). Камера LBC, установленная на этот телескоп, позволила сделать снимки в ближнем инфракрасном (963,5 при пороге восприятия в 700 нанометров) и ультрафиолетовом диапазоне (357,5 нанометров; глаз видит до 390 нанометров). Обе группы исследователей получили спектры звезды в момент прохождения по ее диску планеты, после чего по изменению спектра света во время затмения сделали выводы о GJ3470b.

Итальянские астрономы отметили, что в ультрафиолете и инфракрасном излучении затмения выглядят по-разному. На основании этого они отвергли некоторые гипотезы о составе атмосферы планеты и пришли к заключению о том, что газовая оболочка «горячего Урана» скорее всего лишена облаков и дымки. Верхние слои атмосферы должны состоять из легких газов, водорода и гелия, а вот водяного пара и метана в них должно быть довольно мало. Исследователи подчеркивают, что еще раньше ту же планету изучали как при помощи инфракрасной космической обсерватории Спитцер, так и при помощи наземных инструментов и уже эти наблюдения указывали на то, что в инфракрасном диапазоне планета кажется больше, чем в видимом свете.

Американские и немецкие ученые, располагающие специализированным ИК-спектрометром, сосредоточились на анализе инфракрасных данных. Они также рассмотрели гипотезу о том, что планета имеет лишенную облаков атмосферу, однако выявленные ими спектральные особенности заставили внести существенное уточнение. По мнению группы, работавшей с гавайским телескопом, газовая оболочка GJ3470b либо лишена облаков, но при этом отличается необычно высокой концентрацией тяжелых элементов, либо в ней все же есть облачный слой. Ученые отмечают, что точку в споре об устройстве горячего Урана можно будет поставить после дополнительных наблюдений: по их мнению, современные технологии уже позволяют говорить о получении достаточно качественных спектров в ближайшие годы.

Оба коллектива утверждают, что именно «горячие Ураны» особенно интересны с теоретической точки зрения. Такие планеты занимают промежуточное положение между газовыми гигантами вроде Юпитера и большими планетами земного типа, которые в последнее десятилетие получили название суперземель. Знание о составе и структуре атмосферы планет позволит, как считают астрономы, лучше понять эволюцию планетных систем в целом.

Расстояние до звезды GJ3470, вокруг которой пока что обнаружена всего одна планета, составляет сто световых лет. Сама звезда относится к классу красных карликов и насчитывает всего один миллиард лет. Температура вблизи планеты исключает возможность формирования жизни, однако даже если бы GJ3470b попадала в обитаемую зону, жизнь вряд ли успела бы возникнуть как на самом небесном теле, так и на его спутниках.

ЛентаРу