С недавней вехой открытия 500-й дополнительной солнечной планеты будущее планетарной астрономии является многообещающим. С добавлением наблюдений за атмосферой транзитных планет астрономы получают более полную картину того, как планеты формируются и живут.
До настоящего времени наблюдения за атмосферой ограничивались планетами типа «горячий Юпитер», которые часто надуваются, расширяя свои атмосферы и облегчая их наблюдение. Тем не менее, недавний набор наблюдений, который будет опубликован во втором номере от 2 декабря Природа, подтолкнули нижний предел и расширили наблюдения экзопланетных атмосфер до суперземли.
Рассматриваемая планета, GJ 1214b, проходит перед своей родительской звездой, если смотреть с Земли, что допускает небольшие затмения, которые помогают астрономам определять такие особенности системы, как ее радиус, а также ее плотность. Ранее в работе, опубликованной в Astrophysical Journal в августе этого года, отмечалось, что планета имела необычайно низкую плотность (1,87 г / см).3). Это исключало полностью каменистую или железную планету, а также даже гигантский снежный ком, состоящий полностью из водяного льда. Был сделан вывод, что планета была окружена плотной газовой атмосферой, и были предложены три возможные атмосферы, которые могли бы удовлетворить наблюдения.
Первое состояло в том, что атмосфера была скоплена непосредственно из протопланетной туманности во время формирования. В этом случае атмосфера, скорее всего, сохранит большую часть первичного состава водорода и гелия, поскольку массы будет достаточно, чтобы не дать ей легко вырваться. Во-вторых, сама планета состоит в основном из воды, углекислого газа, угарного газа и других соединений. Если такая планета сформировалась, сублимация может привести к образованию атмосферы, которая не сможет спастись. Наконец, если сильный компонент каменистого материала сформировал планету, дегазация могла бы создать атмосферу водяного пара из гейзеров, а также окиси углерода, углекислого газа и других газов.
Задача для следующих астрономов состоит в том, чтобы сопоставить спектры атмосферы с одной из этих моделей или, возможно, с новой. Новая команда состоит из Джейкоба Бина, Элизы Кемптон и Дерека Хомье, работающих в Геттингенском университете и Калифорнийском университете в Санта-Круз. Их спектры атмосферы планеты были в основном безликими, без сильных линий поглощения. Это в значительной степени исключает первый из случаев, когда в атмосфере преобладает водород, если только не существует плотного слоя облаков, скрывающего сигнал от него. Тем не менее, команда отмечает, что этот вывод согласуется с атмосферой, состоящей в основном из паров от льдов. Авторы с осторожностью отмечают, что «на планете не будет никакой жидкой воды из-за высоких температур, присутствующих в ее атмосфере».
Эти результаты не убедительно демонстрируют эту природу атмосферы, но сужают вырождение либо в атмосферу, наполненную паром, либо в атмосферу с густыми облаками и дымкой. Несмотря на то, что возможности не сузились полностью, Бин отмечает, что применение транзитной спектроскопии к суперземле «достигло настоящего рубежа на пути к характеристике этих миров». Для дальнейшего изучения, Бин предполагает, что «наблюдения за [f] ollow-up в длинноволновом инфракрасном свете теперь необходимы, чтобы определить, какая из этих атмосфер существует на GJ 1214b».
