Самый подробный взгляд на атмосферу далекой экзопланеты обнаружил смесь водяного пара и окиси углерода, покрывающую мир, в десять раз превышающий размер Юпитера на расстоянии около 130 световых лет от Земли. Как и у Юпитера, он не имеет твердой поверхности и имеет температуру более тысячи градусов. Кроме того, никаких контрольных сигналов метана в атмосфере обнаружено не было. Но эта солнечная система по-прежнему представляет большой интерес, поскольку три других гигантских мира вращаются вокруг одной и той же звезды, и, по словам ученых, изучение этой системы поможет не только разгадать тайны ее формирования, но и того, как сформировалась наша собственная солнечная система.
Наблюдения проводились на телескопе Keck II на Гавайях с использованием инфракрасного спектрографа, называемого OSIRIS, который смог обнаружить химические отпечатки пальцев определенных молекул.
«Это самый резкий спектр, когда-либо получаемый на планете вне Солнца», - сказал доктор Брюс Макинтош из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса. «Это показывает силу прямого изображения планетарной системы. Именно изящное разрешение этих новых наблюдений позволило нам действительно начать исследовать формирование планет ».
«При таком уровне детализации, - сказал соавтор Трэвис Барман из обсерватории Лоуэлла, - мы можем сравнить количество углерода с количеством кислорода, присутствующего в атмосфере, и эта химическая смесь дает представление о том, как образовалась планетная система». «.
Планеты вокруг звезды, известные как HR 8799, весят в 5-10 раз больше массы Юпитера и до сих пор светятся в инфракрасном диапазоне с теплом их образования. Исследовательская группа говорит, что их наблюдения предполагают, что солнечная система была создана аналогично нашей собственной, с газовыми гигантами, формирующимися далеко от их родительской звезды, и меньшими, скалистыми планетами ближе. Однако, никаких похожих на Землю скалистых планет пока не обнаружено в этой системе.
«Результаты показывают, что система HR 8799 похожа на масштабированную Солнечную систему», - сказал Куинн Канопаки, астроном из Университета Торонто в Канаде. «Как только твердые ядра стали достаточно большими, их гравитация быстро привлекла окружающий газ, чтобы стать массивными планетами, которые мы видим сегодня. Поскольку этот газ потерял часть своего кислорода, планета получает меньше кислорода и воды, чем если бы она образовалась в результате гравитационной нестабильности ».
Существуют две ведущие модели формирования планет: аккреция ядра и гравитационная неустойчивость. Когда образуются звезды, формирующий планету диск окружает их. С ростом ядра планеты формируются постепенно, поскольку твердые ядра медленно растут достаточно большими, чтобы начать поглощать газ из диска, в то время как в модели гравитационной неустойчивости планеты формируются почти мгновенно, когда диск разрушается сам по себе.
Такие свойства, как состав атмосферы планеты, являются ключом к тому, как планета сформировалась, и в этом случае основное наращивание кажется выигрышным. Хотя имелись доказательства наличия водяного пара, эта сигнатура слабее, чем можно было бы ожидать, если бы планета разделяла состав своей родительской звезды. Вместо этого планета имеет высокое соотношение углерода и кислорода - отпечаток его образования в газовом диске десятки миллионов лет назад. Когда газ охлаждается со временем, образуются зерна водяного льда, истощая оставшийся газ кислорода. Затем началось образование планет, когда лед и твердые частицы собрались в ядрах планет.
«Как только твердые ядра стали достаточно большими, их гравитация быстро притянула окружающий газ, чтобы стать массивными планетами, которые мы видим сегодня», - сказал Конопаки. «Поскольку этот газ потерял часть своего кислорода, планета получает меньше кислорода и воды, чем если бы она образовалась в результате гравитационной нестабильности».
«Спектральная информация такого качества не только дает подсказки о формировании планет HR8799, но и дает рекомендации, необходимые нам для улучшения нашего теоретического понимания атмосфер экзопланет и их раннего развития», - сказал Барман. «Время этой работы не может быть лучше, так как оно идет по пятам новых инструментов, которые будут отображать десятки других экзопланет, вращающихся вокруг других звезд, которые мы можем изучать в подобных деталях».
Эта система была также исследованием в рамках дистанционной разведывательной съемки с Проектом 1640. Видео ниже объясняет больше:
Источник: Кекская обсерватория
