Анализ экзопланеты под названием HD-207496b показал, что этот мир, масса и радиус которого в 6,1 и 2,25 раза превышают массу и радиус Земли соответственно, имеет либо газообразную атмосферу, либо глобальный океан, либо смесь того и другого. А самое интересное, что, судя по всему, эта планета постепенно уменьшается в размерах, и в итоге может превратиться в суперземлю – планету массой больше Земли, но меньше Нептуна. Исследование было принято в журнале Astronomy & Astrophysics и доступно на сайте arXiv.
Это может помочь астрономам разрешить загадку обнаружения экзопланет — разрыв между массами скалистых планет больше Земли и газообразных планет меньше Нептуна. Но для того, чтобы охарактеризовать атмосферу загадочной экзопланеты, потребуется более пристальный взгляд на неё.
На сегодня астрономы обнаружили и подтвердили существование около 5300 миров за пределами Солнечной системы, а в очереди стоит почти вдвое больше неподтверждённых кандидатов. Обладая этой информацией, учёные могут проводить статистический анализ, чтобы выявить тенденции развития планетных систем. И одна интересная вещь, которую мы узнали, заключается в том, что существует «нехватка» экзопланет с массой в 1,5-2 раза больше массы Земли с орбитами короче 100 дней. Этот дефицит известен как «долина планет малого радиуса».
Ниже неё мы обычно находим скалистые миры, такие как Земля, Венера и Марс; мы называем их суперземлями. Выше неё мы находим миры с толстой атмосферой, такие как миниатюрные Нептуны, и называем их мини-Нептунами.
Причины возникновения «долины» до конца не ясны, но растущее число свидетельств говорит о том, что к этому имеет какое-то отношение близость к домашней звезде. Возможно, что при массе ниже определённого критического порога экзопланета просто не может удерживать свою атмосферу, и газ испаряется под воздействием излучения звезды.
Когда TESS обнаружил вблизи долины экзопланету с радиусом в 2,25 раза больше земного и орбитой в 6,44 дня у оранжевой карликовой звезды HD-207496, учёные обратились к HARPS для более детального её изучения. Данные HARPS показали, что масса HD-207496b примерно в 6,1 раза больше массы Земли.
Это означает, что плотность экзопланеты составляет около 3,27 грамма на кубический сантиметр. Это значительно меньше плотности Земли, составляющей 5,51 грамма на кубический сантиметр – вероятно, HD-207496b не полностью каменистая. Поэтому исследователи провели моделирование, чтобы узнать, из чего состоит этот мир.
«Мы обнаружили, что плотность у HD-207496b ниже, чем у Земли, и, следовательно, мы ожидаем, что она имеет значительное количество воды и/или газа в своём составе», — пишут исследователи в своей статье. «На основе моделирования внутренней структуры планеты мы пришли к выводу, что планета имеет либо богатую водой оболочку, либо богатую газом оболочку, либо смесь того и другого».
Моделирование испарения показывает, что если экзопланета имеет богатую газом атмосферу из водорода и гелия, то это состояние является временным: звезда полностью разденет экзопланету в течение 520 миллионов лет. Возможно также, что атмосфера уже исчезла, и HD-207496b уже представляет собой голый океанический мир.
«В целом, — пишут исследователи, — мы ожидаем, что планета будет обладать и водой, и оболочкой из H/He, и существовать между этими двумя моделями».
Звезда HD-207496 относительно молода, ей около 520 миллионов лет. Это означает, что она представляет собой редкую возможность изучить ранние этапы эволюции одной из таких экзопланет до её превращения в голую суперземлю — если это действительно произойдёт с HD-207496b.
Последующие исследования атмосферы, если таковая имеется, должны раскрыть истинную природу и судьбу этого загадочного мира.
