Планета gj 1214 b: Планета-океан GJ 1214 B

Планета GJ 1214b — «водный мир», который находится примерно в 42 световых годах…

ВСЕ, ЧТО ТЫ ЗНАЕШЬ О МИРЕ — ЛОЖЬ.
Тебе врут с самого рождения, делая из тебя глупого и послушного раба. Мы откроем тебе глаза на твою настоящую историю.
Мы покажем тебе доказательства недавней планетарной катастрофы, глобального переворота и раздела мира. На канале Запретная история ты узнаешь все, что скрывает от тебя официальная наука. Узнаешь настоящую историю нашего мира.
Подписывайся, но знай, обратного пути не будет.

2566 

14.12.2020 19:10

​Телескоп Hubble обнаружил экзопланету, где год длится 15 тысяч земных лет
Экзопланета HD 106906 b впервые обнаружена астрономами еще в 2013 году. Ученые пришли к выводу, что она существовала в системе двух молодых светил возрастом порядка 15 млн лет и размещена на удаленности в 336 световых лет от Земли. В момент своего обнаружения небесное тело превосходило по массе Юпитер в 11 раз. Странная орбита стала причиной новой волны исследований данного объекта.
Предполагается, что HD 106906 b имеет в году 15 тысяч земных лет из-за орбиты, которая наклонена на 36 или 44 градуса к плоскости системы. На подобное положение могло повлиять формирование поблизости к звездам, что впоследствии привело к распаду орбиты с последующей миграцией практически вплотную к центральным светилам. Там исходящие со стороны звезд-близнецов гравитационные силы потеснили планету, вследствие чего она оказалась на самых окраинах межзвездного пространства. Прошедшая поблизости звезда помогла ей стабилизироваться и не отдалиться от своей системы. https://telegra.ph/file/823646337bd1a64764877.jpg

2614 

12.12.2020 17:10

​Обнаружен двойник таинственной девятой планеты Солнечной системы
Обнаружен возможный двойник таинственной девятой планеты Солнечной системы, находящийся на расстоянии в 336 световых лет от Земли. Этот объект по размеру сравним с Юпитером и массой в 11 раз его превосходит, а его орбита располагается очень далеко от родительских звезд.
Экзопланета находится на большом расстоянии от двойной звезды HD 106906 и кольца ледяных обломков. В Солнечной системе аналогичное кольцо называется Поясом Койпера и находится за орбитой Нептуна. Газовый гигант сформировался вместе со звездой 15 миллионов лет назад, что указывает на то, что девятая планета могла возникнуть еще на заре существования Солнечной системы возрастом 4,6 миллиарда лет назад.
Экзопланета находится чрезвычайно далеко от пары молодых звезд, и расстояние более чем в 730 раз превышает расстояние Земли от Солнца. Это делает сложным расчет параметров орбиты, которая оказалась вытянутой и наклонной. Ученые считают, что причиной стало то, что изначально планета мигрировала ближе к двойной звезде, после чего из-за гравитационного эффекта оказалась почти выброшенной из системы. Проходящая мимо звезда сумела стабилизировать орбиту газового гиганта. https://telegra.ph/file/18ca91480f7dad60a34f1.jpg

2498 

15.12.2020 11:01

Солнечное затмение в прямом эфире
⠀
Мы проведем бесплатную онлайн-трансляцию полного Солнечного затмения с комментарием ученого, специалиста по редким небесным явлениям – Олега Угольникова.
⠀
14 декабря произойдет полное затмение Солнца. Полная фаза затмения пройдет узкой полосой лунной тени по территории Чили и Аргентины. Максимальная фаза затмения ожидается в 19:00-19:25, в зависимости от места наблюдений в Южной Америке (мск).
⠀
Трансляция начнется в 17:25 (мск) и будет проводиться на YouTube-канале Планетария, ее также можно будет посмотреть на сайте и в социальных сетях: VK и Facebook.
⠀
Видеотрансляция затмения будет предоставлена YouTube-каналом Slooh. Эфир можно будет посмотреть в записи.
⠀
Комментировать трансляцию будет астроном Олег Угольников – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института космических исследований РАН, председатель Методической комиссии и председатель жюри Всероссийской олимпиады по астрономии.
⠀
Во время эфира ученый расскажет, почему происходят солнечные затмения и какие есть разновидности этого явления. Он анонсирует затмения следующего года, среди которых будут и крайне редкие для наблюдения из нашей страны. Олег Угольников также поделится важными деталями техники безопасности о том, как правильно наблюдать эти редкие астрономические явления. Астроном поделится своим опытом наблюдений и покажет кадры затмений прошлых лет из своего личного архива.
⠀
Давайте наблюдать за этим уникальным событием вместе! https://youtu.be/wAFKAf64RHc

2525 

14.12.2020 09:14

​​Какие животные рождаются только раз в тысячу лет?
Есть очень странные организмы, живущие на глубине 2500 метров в литосфере, под океаном, которые имеют такую низкую скорость метаболизма, что они делятся один раз в сотни, возможно, тысячу лет.
Их обнаружили совсем недавно. Их среда обитания изолирована от поверхностной биосферы. Это не зависит от фотосинтеза. В литосфере, под океаном, пищевая цепь начинается с радиоактивного распада. Эти организмы делятся так медленно, что трудно даже измерить скорость их метаболизма, чтобы сказать, как часто они делятся. Но они не животные. Это одноклеточные организмы. Их существование дает надежду на поиск внеземных форм жизни на других планетах. Если жизнь на Земле может выжить и процветать изолированно от поверхности, то вполне возможно, что она может существовать и на других планетах, в их глубокой литосфере. Возможно, жизнь, как мы ее знаем, тоже началась в такой среде обитания. https://telegra.ph/file/97705c5e77467ebf1d05a.jpg

2511 

23.11.2020 20:00

Совсем скоро мы станем свидетелями парада планет, который видели последний раз 800 лет назад
Под Новый Год небеса преподнесут человечеству зрелище планетарного масштаба – Юпитер и Сатурн приблизятся друг к другу в ночном небе почти вплотную. Удивительно то, что последний раз планеты сходились так близко аж 800 лет назад. Заметно сближаться газовые гиганты начали летом этого года, и в период с 16 по 25 декабря сойдутся настолько, что их будет разделять всего 1/5 диаметра полной Луны.
Лучшая видимость и продолжительность небесного действа будет рядом с экватором, но при чистом небе парад планет должно быть видно практически из любой точки Земли. Космический тандем будет появляться в западном небе каждый вечер через час после захода солнца. Самое сильное сближение случится 21 декабря. А для обладателей телескопа картину украсят несколько самых крупных спутников Юпитера и Сатурна. К сожалению, чем севернее будет стоять смотрящий, тем меньше времени будет на наблюдение, прежде чем планеты опустятся за горизонт

2513 

24.11.2020 22:27

​Жизнь на Земле оказалась случайным совпадением
Специалисты смоделировали эволюцию климата на ста тысячах случайно сгенерированных планет, при этом каждая планета прогонялась через симуляцию сто раз. Известно, что Земля имела стабильные условия для существования живых организмов в течение трех миллиардов лет. Однако при этом биосфере угрожают такие глобальные катастрофы, как извержения супервулканов, падение астероидов и комет, солнечные вспышки и взрывы близких сверхновых.
Оказалось, что большинство планет, которые оказывались пригодными для жизни в течение всех трех миллиардов лет, не всегда сохраняли условия для жизни в других симуляциях. Из ста тысяч планет лишь девять процентов были обитаемыми хотя бы один раз, из них почти все были обитаемыми менее 50 раз, а 4500 планет оставались пригодными для жизни менее 10 раз из ста. Это указывает на то, что Земля до сих пор обитаема отчасти из-за случайности. Наиболее вероятным является сценарий, при котором Земля потеряет биосферу из-за глобальной катастрофы.
По словам ученых, результаты говорят о том, что подавляющее большинство потенциально пригодных для жизни планет в Млечном Пути на самом деле необитаемы. https://telegra.ph/file/68eeedf8353abebe6315d. jpg

2527 

18.12.2020 20:22

​Зафиксирован возможный инопланетный сигнал с ближайшей звезды
Астрономы зафиксировали узкий луч радиоволн частотой около 980 мегагерц, исходящий со стороны Проксимы Центавра — ближайшей к Солнцу звезде, находящейся на расстоянии 4,2 световых лет.
Хотя источником сигнала может быть наземное оборудование или орбитальный спутник, сдвиг в частоте радиоволн соответствуют движению планеты. Это указывает на то, что источник радиоволн, возможно, принадлежит инопланетной цивилизации, хотя вероятность этого очень низка.
Вокруг Проксимы Центавра вращается один газовый гигант и одна скалистая планета, которая на 17 процентов больше Земли. Поскольку ближайшая к Солнцу звезда относится к красным карликам, на ней возможны мощные вспышки, делающие жизнь на экзопланете невозможной. https://telegra.ph/file/f2de37311d7a6a3aebf6a.jpg

2514 

21.12.2020 19:11

Планетарная туманность — блистательная, но короткая фаза конца звёздной эволюции.
Она формируется умирающими звёздами типа Солнца. Газовые завесы ионизуются чрезвычайно горячим центральным источником — сжимающимся звёздным ядром, исчерпавшим запасы ядерного топлива. Простые симметричные формы туманностей, светящиеся в космической ночи, вдохновили создателей этого постера планетарных туманностей.
На снимке 9 таких объектов помещены в сетку размером 3х3: M27 — туманность Гантель, M76 — Малая Гантель, M57 — Кольцо, NGC 6543 — Кошачий глаз. Менее известны туманности Медуза и Жук. Серый круг в центре показывает для сравнения угловой размер полной Луны.
Планетарные туманности дают подсказку о том, что станет с нашим Солнцем, когда его ядро исчерпает запасы водорода в ближайшие 5 миллиардов лет.

2520 

28.12.2020 19:30

«Планета Х» может оказаться первичной черной дырой
Астрономы давно подозревают, что на окраинах Солнечной системы существует загадочная планета, которую еще только предстоит открыть. Авторы новой гипотезы уверены, что это не планета, а первичная черная дыра, сохранившаяся со времен Большого взрыва.
«Официальная наука до сих пор не подтвердила существование первичных черных дыр в реальности, но такие объекты могут быть чрезвычайно распространенными во Вселенной. Некоторые теоретические модели указывают на то, что на первичные черные дыры приходится до 80 процентов от массы Вселенной. Если это так, то первичные черные дыры могут быть той самой темной материей, поиском которой занимаются космологи», — говорят исследователи.

2282 

02.02.2021 16:25

Астрономы нашли «танцующую» систему с экзопланетами
Система экзопланет уникальна тем, что она имеет необычно упорядоченные орбиты и неупорядоченные плотности. Ученые обнаружили, что пять из шести планет вращаются вокруг звезды в редком ритмическом «танце», который называется резонансной цепью. Экзопланеты находятся в 200 световых годах от Земли в созвездии Скульптора.
Для их обнаружения исследователи использовали два метода: транзитный и лучевой. Благодаря этим способам удалось выяснить, что в системе TOI-178 находится шесть экзопланет разных размеров. Две из них являются скалистыми суперземлями, а остальные представляют собой газовые мини-нептуны. Планеты находится гораздо ближе к звезде, чем Земля к Солнцу, поэтому год у них длится от нескольких земных дней до нескольких месяцев.
Кроме того, астрономы зафиксировали, что орбиты экзопланет очень нестабильны. Часть небесных тел замкнуто в резонансную цепочку: это позволяет им выравниваться после определенного количества оборотов.

2419 

28.01.2021 13:33

Сотрудник NASA рассказал, когда Плутон станет пригодным для жизни человека
Брайан Кокс назвал примерные сроки, в которые Солнце прекратит своё существование. Перед этим, как известно, ближайшая к нам звезда сильно увеличится в размерах и начнёт испускать гораздо больше тепла.
На фоне всех этих разговоров сотрудник NASA «Новые горизонты» Алан Стерн рассказал, что именно в этот период безжизненный Плутон может стать пригодным для существования человека. Всё дело в том, что прямо сейчас планета усеяна большим количеством ледников на всей поверхности. И когда Солнце увеличит количество выделяемого тепла, все они растают, сделав температуру и условия на планете благоприятными для человеческого вида.

2343 

29.01.2021 11:30

​Открыто четыре новые экзопланеты
Двум подросткам удалось открыть четыре новых экзопланеты вокруг самой известной звезды, подобной Солнцу — TOI-1233. Юным астрономам, сравнившим свое открытие с джек-потом в лотерее, всего 16 и 18 лет. TOI-1233 находится на расстоянии 200 световых лет от Солнечной системы, в Южном полушарии созвездия Центавра. Обнаружить новые экзопланеты удалось с помощью данных, полученных с телескопа TESS. Этот космический аппарат изучает изменения в яркости звезд. Сопоставив данные TESS с данными наземных телескопов, старшеклассники поняли, что у солнцеподобной звезды есть спутники. Дело в том, что проходя рядом со звездой, планета на какое-то время меняет ее яркость. Учитывая, что это происходит с определенной периодичностью, Жасмин Райт и Картик Пингле пришли к выводу, что им удалось обнаружить многопланетарную систему.
Одна из открытых экзопланет — скалистая «суперземля», проходящая по орбите TOI-1233 за 4 дня. Три других похожи на газообразный Нептун. Они совершают оборот вокруг своей звезды за 6, 14 и 19,5 дней. https://telegra.ph/file/6ec4d598b5ba0b5910e2a.jpg

2394 

30.01.2021 10:34

​Изменение климата достигло катастрофических масштабов
В период с 1994-го по 2017 год планета потеряла 28 триллионов тонн льда, что эквивалентно слою льда толщиной сто метров, покрывающему всю Великобританию. При этом скорость таяния заметно увеличилась за последние три десятилетия: с 0,8 триллиона тонн в год в 1990-х годах до 1,3 триллиона тонн в год к 2017 году.
В целом за 23 года наблюдений скорость исчезновения льда увеличилась на 65 процентов за счет его таяния в Гренландии и Антарктиде. Наибольшему воздействию подверглись льды Арктики и шельфовые ледники Антарктиды. Это связано с увеличением средней глобальной температуры атмосферы и океанов, которые с 1980 года нагрелись на 0,26 градуса по Цельсию и 0,12 градуса по Цельсию за десятилетие, соответственно. Наибольшее влияние оказывает теплая атмосфера (68 процентов), а остальное приходится на нагревание морской воды.
Половина всех потерь пришлась на лед на суше, включая 6,1 триллиона тонн в горных ледниках, 3,8 триллиона тонн ледникового покрова Гренландии и 2,5 триллиона тонн антарктического ледяного покрова. Эти потери подняли уровень мирового океана на 35 миллиметров. Каждый лишний сантиметр уровня моря угрожает дополнительному миллиону человек, проживающему на прибрежных территориях. https://telegra.ph/file/260b5bda77c0c4e9675be.jpg

2397 

27.01.2021 15:04

​Ученые представили новую модель двухэтапного формирования планет Солнечной системы
Она объясняет различия в химическом и изотопном составе тел внутренней и внешней частей нашей системы. Земля, Венера и Марс относятся к внутренним планетам Солнечной системы — они небольшие и содержат мало воды и других летучих компонентов, в отличие от планет внешней зоны. Они имеют различия по изотопному составу слагающих их элементов.
Ученые давно думают над вопросом: откуда появились эти различия, если планеты сформировались из единого протопланетного облака? Для объяснения хронологии образования планет и разделения летучих и изотопных компонентов исследователи предложили двухэтапную модель аккреции планетизималей — мелких небесных тел, из которых образовались протопланеты.
Внутренние планеты образовались раньше и были сильно разогреты за счет радиоактивного распада изотопа алюминия-26. Внешние позже начали аккрецию и с меньшим радиогенным нагревом. Это сохранило большую часть летучих веществ, которые были захвачены из протопланетного облака. Результат исследования: внутренняя и внешняя части Солнечной системы пошли двумя разными путями еще на раннем этапе своей истории. https://telegra. ph/file/2d5da346f5e65827fde56.jpg

2401 

24.01.2021 14:54

Обнаружена редчайшая гигантская планета
Газовый гигант WASP-62b был найден в 2012 году. Он располагается на расстоянии 575 световых лет от Земли и относится к классу горячих юпитеров, которые характеризуются близким расположением к родительской звезде, совершая оборот вокруг местного солнца за 4,5 дня. Его масса достигает половины массы Юпитера.
Астрономы наблюдали за прохождением экзопланеты на фоне диска звезды с использованием спектроскопа, что позволило зафиксировать особенности электромагнитного излучения, связанные с присутствием определенных химических элементов. В спектре были обнаружены полноценные линии поглощения натрия, что указывает на отсутствие дымки и облаков, которые блокируют сигнал от этого элемента.

2433 

23.01.2021 15:00

​Большинство открытых на сегодняшний день экзопланет объединяет то, что они имеют относительно небольшие периоды обращения, измеряющиеся несколькими неделями, днями, а то и часами. И это вполне логично — ведь чем меньше период обращения планеты, тем чаще наблюдаются ее транзиты. В то же время данное обстоятельство является серьезным ограничивающим фактором в деле изучения внесолнечных миров.
Неудивительно, что находящаяся в 1300 световых годах от Земли экзопланета Kepler-1514b привлекла повышенное внимание астрономов. Она была найдена телескопом Kepler еще в 2010 г. Тогда удалось определить, что это газовый гигант, имеющий период обращения 218 дней, что сопоставимо с периодом обращения Венеры. Однако точные характеристики тела так и остались неизвестны.
Чтобы закрыть этот пробел, астрономы воспользовались помощью телескопов обсерватории им. Кека. Измерения показали, что радиус Kepler-1514b на 10% превосходит радиус Юпитера, при более чем в пять большей массе. Это означает, что средняя плотность тела составляет 4,8 г/см3, что намного превосходит среднюю плотность газовых гигантов Солнечной системы. Но надо понимать, что по достижении определенного предела (примерно 3 – 5 массы Юпитера) размер планетоподобного тела практически перестает кореллировать с его массой. В качестве примера можно привести коричневые карлики. Они могут иметь массы в десятки раз превосходящую юпитерианскую при схожем радиусе.
Kepler-1514b также представляет определенный интерес в контексте поиска ее потенциальных экзолун. Эта задача может быть возложена на телескопы следующего поколения. https://telegra.ph/file/c4ea96033332977382ce7.jpg

2408 

24.01.2021 12:11

​Обнаружена уникальная планетная система с двумя звездами
Международная группа астрономов обнаружила уникальную планетную систему, состоящую из звезды К-класса (оранжевый цвет), планеты размером с Юпитер и белого карлика. Система TOI-1259 находится на расстоянии 385 световых лет от Земли. Родительская звезда имеет радиус 0,71 радиуса Солнца и на 25 процентов массивнее него. Экзопланета TOI-1259Ab по размеру сравнима с Юпитером, однако ее масса на 56 процентов больше. Ее орбитальный период составляет 3,48 дня на расстоянии 0,04 астрономической единицы (среднего расстояния от Солнца до Земли).
Необычной систему TOI-1259 делает присутствие белого карлика TOI-1259B, который удален от родительской звезды на 1648 астрономических единиц (а.е.). Он имеет радиус 0,013 радиуса Солнца и массу примерно 0,56 массы Солнца. По оценкам астрономов, возраст системы достигает 4,08 миллиарда лет.
Астрономы полагают, что белый карлик в прошлом, когда он еще был полноценной звездой, мог повлиять на формирование и эволюцию планеты. Тогда его масса составляла 1,59 солнечной массы, а расстояние до звезды составляло 900 а.е. https://telegra.ph/file/e1a6e48eec99716e54daa.jpg

2401 

20.01.2021 13:50

​​Планеты-океаны не лучшее место для поиска жизни
Несмотря на то, что водные миры содержат один из ключевых компонентов для зарождения жизни, они могут быть не лучшими местами для ее поиска. Исследование команды показало, что планета, пропитанная океанами, может быть бедна фосфором, который является основным компонентом ДНК. В отличие от других жизненно важных веществ, фосфор заперт в скалах и породах. Он высвобождается только под действием осадков, которые вымывают и переносят фосфор в океаны, где его «поджидают» микроорганизмы.
Дождевая вода достаточно эффективна при растворении фосфора, чего нельзя сказать о морской, и это большая проблема для миров, полностью покрытых солеными морями. Без каких-либо открытых участков суши количество фосфора, доступного для развивающейся жизни, будет крайне мало. https://telegra.ph/file/c414029c0638b2c04e938.jpg

1993 

03.05.2021 15:56

Испаряющаяся экзопланета WASP-107b обладает удивительно низкой массой
Масса ядра внесолнечного мира WASP-107b, расположенного на расстоянии 212 световых лет от Земли в направлении созвездия Дева, намного ниже той, что считалась необходимой для создания огромной газовой оболочки у планет-гигантов. Это интригующее открытие ставит под сомнение текущее представление о формировании аналогов Юпитера и Сатурна и указывает на возможность «запуска» массивной аккреции газа на относительно малые зародыши планет.
Экзопланета WASP-107b открыта в 2017 году. Она вращается вокруг своей звезды на расстоянии, которое более чем в 16 раз меньше расстояния от Земли до Солнца, а год на ней длится всего 6 земных суток. Этот гигант сопоставим по размеру с Юпитером – самой большой планетой Солнечной системы, – однако по массе уступает ему почти в 10 раз, что делает WASP-107b одним из самых «раздутых» миров из известных.

2432 

19.01.2021 11:55

​Наклон оси вращения Сатурна связан с миграцией Титана
Сильный наклон оси вращения Сатурна, составляющий 27 градусов, связан с миграцией его спутников, в частности, самого крупного из них – Титана. Недавние наблюдения показали, что Титан и другие спутники удаляются от Сатурна намного быстрее, чем предполагалось ранее. Включив пересмотренную скорость миграции в свои расчеты, исследователи пришли к выводу, что это явление влияет на ось вращения Сатурна: по мере того, как его луны «убегают», планета наклоняется все больше и больше.
Событие давшее начало «покачиванию» газового гиганта, произошло относительно недавно. Более трех миллиардов лет после своего образования властелин колец сохранял слегка наклоненную ось вращения на уровне 2,5 градуса. Однако всего миллиард лет назад медленная миграция его спутников довела частоту прецессии оси вращения гиганта до частоты прецессии орбиты Нептуна, что в результате за счет явления резонанса дало старт постепенному наклону оси Сатурна. При этом Титан стал спусковым крючком. https://telegra.ph/file/b7e1b022d7c59476a44fe.jpg

2404 

19.01.2021 16:23

Через 2,3 миллиарда лет на Земле будет слишком жарко, чтобы на ней была возможна жизнь.
Наша планета со временем станет бескрайней пустыней, похожей на сегодняшний Марс. Сотни миллионов лет Солнце нагревалось, становилось ярче и горячее и будет продолжать это делать. Где-то через два с лишним миллиарда лет температура станет настолько высокой, что океаны, благодаря которым Земля пригодна для жизни, испарятся. Вся планета превратится в бескрайнюю пустыню. Как предсказывают учёные, в следующие несколько миллиардов лет Солнце превратится в красного гиганта и полностью поглотит Землю.
Профессор ГУГЛОВ

2456 

14.01.2021 14:00

Открыта «суперземля» времен сотворения Вселенной
Эта горячая планета обращается вокруг своей звезды дважды за каждый земной день, планета больше Земли на 50%. Одной из причин столь короткой орбиты является близость этой планеты к своей звезде. По этой же причине на поверхности «суперземли» держится огромная средняя температура. По оценкам ученых, она превышает 1700 градусов по Цельсию. Понято, что там слишком жарко для поддержания жизни в том виде, в котором мы ее знаем. Масса открытой планеты примерно в три раза превышает массу Земли, но при этом плотность у нее такая же, как у нашей планеты.
Это удивительно, потому что можно было бы ожидать, что плотность будет выше. Однако это согласуется с представлением о том, что открытая планета чрезвычайно стара. Чем старше планета, тем менее плотной она может быть, потому что при ее формировании было не так много тяжелых элементов.

2456 

15.01.2021 16:30

Самая большая планета солнечной системы.
Самая большая планета солнечной системы расположилась пятой по счету от Солнца.
Носит название эта планета — Юпитер.
71,4 тыс.км составляет его экваториальный радиус, что в 11,2 раза превышает радиус Земли.
Масса Юпитера в 2 раза больше массы всех вместе взятых планет Солнечной системы, по отношению к массе Земли – больше в 318 раз, но в 1000 раз меньше массы Солнца.
Факты и только факты —

2429 

13.01.2021 16:30

​Обнаружена экзопланета с тремя солнцами
Расположена система на расстоянии 1 800 световых лет от Земли. Находящиеся в мультизвёздных системах планеты – очень редкое явление, однако данный объект особенно необычен из-за его необъяснимо странного орбитального выравнивания. Как показывают итоги исследования, KOI-5Ab, скорее всего, является газовым гигантом, по размерам похожим на Нептун. Она располагается в тройной звёздной системе.
Несмотря на наличие трёх звёздных спутников, экзопланета вращается вокруг одной звезды, KOI-5A, один раз в пять дней. Данная звезда находится на общей орбите с соседней звездой под названием KOI-5B. Эти две звезды вращаются вокруг друг друга каждые 30 лет. Более далёкая звезда, KOI-5C, вращается вокруг пары звёзд каждые 400 лет.
Проблема связана с выравниванием орбиты KOI-5Ab относительно KOI-5B. Эти два объекта не имеют одну и ту же орбитальную плоскость, что является неожиданным результатом, ставящем под сомнение классические теории формирования планет, к примеру, как такие объекты, как считается, образуются из одного протозвёздного диска. https://telegra.ph/file/06b4ebd5019f3e6e4eab4.jpg

2433 

13.01.2021 16:29

Астрономы обнаружили новую суперземлю в два раза старше нашей планеты
Речь идет о TOI-561b, являющейся каменистой планетой, то есть состоящей в основном из силикатных пород или металлов. TOI-561b расположена в звездной системе, которая, по подсчетам ученых, почти в два раза старше нашей Солнечной системы и образовалась десять миллиардов лет назад, всего через несколько миллиардов лет после того, как появилась галактика Млечный Путь. Как полагают исследователи, вероятность существования жизни на более старых планетарных системах гораздо выше. Однако на обнаруженной планете, по всей вероятности, ее нет из-за неподходящих температурных условий.
TOI-561b примерно в два-три раза больше Земли. Далекой экзопланете нужна всего половина земного дня для совершения полного оборота вокруг своей звезды. Такой короткий орбитальный период обусловлен ее близостью к звезде. Средняя температура поверхности TOI-561b составляет 1 726 градусов по Цельсию.

2426 

13.01.2021 12:23

Темная материя может увеличивать температуру планет
Благодаря новым космическим телескопам учёные надеются проследить, как темная материя влияет на состояние космических тел в Млечном пути. Также они хотят выяснить, как распространяется темная материя по галактике.
Астрофизики считали, что темной материей может быть какое-то первородной вещество, которое окружает каждую галактику после Большого взрыва. Тем не менее, обнаружить её ещё не удалось. Чтобы найти их, астрофизики хотят использовать экопланеты.
Оказалось, что темная материя проникает в ядра экопланет и производят большое количество тепла. Благодаря этому, повышается температура на их поверхностях. Задача осложняется тем, что экопланета должна сперва остыть после своего рождения в результате взрыва.

2143 

31.03.2021 21:19

​Вопрос: Расскажите пожалуйста про туманности, почему они выглядят такими цветными и яркими?
Ответ: Существует несколько типов туманностей и не все из них являются яркими и разноцветными. Самые большие по размеру это газопылевые туманности, обычно они плохо пропускают излучение и являются чёрными. Среди механизмов, почему туманности светятся можно выделить три основных, каждый из которых может иметь разные причины. Во-первых, туманность может не светится сама, а отражать свет звёзд, находящихся внутри неё или рядом с туманностью, такое происходит, когда звезда недостаточно горяча, чтобы ионизировать газ в туманности. Такие туманности обычно имеют большие размеры и не являются цветными и яркими. Во-вторых, светятся туманности, разогретые до высоких температур. Причиной разогрева может быть излучение звезды, звёздный ветер, сжатие газопылевого облака в районе звездообразования или действие ударной волны, а зачастую сразу несколько факторов, обычно эти туманности имеют относительно простую структуру и светятся одним цветом. В-третьих, туманности могут светиться за счёт своей ионизации, они могут быть ионизированы излучением звезды или активных ядер галактик, планетарные туманности и туманности, образовавшиеся в результате взрыва сверхновых, состоят из ионизированного вещества бывшей звезды, а излучение белого карлика или нейтронной звезды в центре туманности поддерживает их в ионизированном состоянии. Такие туманности имеют наиболее сложную структуру и разнообразие цветов. Это связано с неравномерным распределением вещества при их образовании, разным химическим составом на разных участках туманности и как следствие разной степенью ионизации, от которой зависит, каким именно цветом будет светиться туманность. Фотографии туманностей обычно делаются на большой выдержке, так как в действительности они не такие яркие как может показаться и перед показом они обрабатываются: увеличивается контрастность и накладываются несколько снимков в разных диапазонах излучения.
Задать вопрос — _bot
Вопросов очень много, буду стараться отвечать на самые интересные из них. https://telegra.ph/file/7ce3625ca0ae0cf2ec185.jpg

2495 

12.01.2021 14:13

​Вопрос: Расскажите про пояс Астероидов, откуда он взялся? Существует гипотеза, что на этой орбите существовала планета Фаэтон.
Ответ: Ранее действительно существовала гипотеза о том, что главный пояс астероидов является останками разрушенной планеты, называемой Фаэтон, но она уже давно была полностью опровергнута. Сейчас основной гипотезой является то, что пояс астероидов является планетой, которая так и не смогла сформироваться ввиду гравитационного влияния Юпитера и, в меньшей степени, других планет-гигантов. При формировании Солнечной системы с увеличением расстояния от Солнца уменьшалась средняя температура вещества, и, соответственно, менялся химический состав газопылевого облака. Зона, из которого впоследствии сформировался главный пояс астероидов, оказалась вблизи границы конденсации летучих соединений, в частности, водяного пара из которых формировались планетезимали, а из них и формировались планеты. Но гравитация Юпитера не дала им собраться вместе и образовать планету, в первые 2 млн лет после формирования солнечной системы она привела к столкновению и разрушению планетезималей, а также к вырыванию вещества из пояса в результате около 99,9% вещества было отправлено либо к границе Солнечной системы либо к внутренним планетам, а остатки и сформировали пояс астероидов.
Задать вопрос — _bot
Вопросов очень много, буду стараться отвечать на самые интересные из них. https://telegra.ph/file/5c958b7af51d0a367dc48.jpg

2432 

14.01.2021 16:30

Экзопланеты-вулканы
Обычно такие планеты по размеру больше Земли, однако располагаются намного ближе к родительской звезде — даже ближе чем, например, Меркурий к Солнцу.
Температура на планете-вулкане может достигать 725 С – при такой температуре поверхность планеты, по сути, является океаном раскаленной лавы.
Предполагается, что планеты-вулканы, образовались на значительном расстоянии от своей звезды, а затем по спирали постепенно вышли на орбиту на которой находятся сейчас. Но согласно последним гипотезам, планеты-вулканы формируются из потока небольших объектов, которые по спирали движутся в направлении звезды из внешних границ системы.
В результате такого непрерывного движения вокруг звезды формируется кольцо, из которого в конечном итоге и образуется планета-вулкан.

2469 

09. 01.2021 14:01

Планета Таджикистан
Без шуток, в Солнечной системе есть такая карликовая планета, которая находится в области между Марсом и Юпитером, была названа «Таджикистан» в честь таджикских учёных, которые внесли свой вклад в развитие астрономии.
«Нас никогда никто не сломает! Мы — Таджики, мы носители корон.»

2430 

08.01.2021 20:30

​На ближайшем к Земле коричневом карлике нашли ветры и реактивные течения
Коричневые карлики — небесные объекты, которые не являются ни звездами, ни планетами. Они примерно размером с Юпитер, но обычно в десятки раз массивнее. Тем не менее, они меньше самых маленьких звезд, поэтому их ядра не имеют достаточного давления, чтобы сплавить атомы, как это делают звезды.
Ранее исследователи обнаружили, что коричневые карлики очень похожи на Юпитер. Судя по характеру их атмосферы, высокоскоростные ветры идут параллельно экваторам. За счет этого на карлике перераспределяется тепло, исходящее из его недр. Знать как дуют на карликах ветры и перераспределяется тепло важно, так как помогает нам понять климат, экстремальные температуры и их эволюцию.
Исследователи изучения два ближайших к Земле коричневых карлика. Они находятся в 6,5 световых годах от нас. Коричневые карлики называются Luhman 16 A и B. Luhman 16 A примерно в 34 раза массивнее Юпитера, а Luhman 16 B, который был главным объектом исследования, примерно в 28 раз массивнее Юпитера и примерно на 815 градусов горячее.
Исследователи получили очень точные измерения изменений яркости при вращении двух коричневых карликов. Результаты показывают, что между атмосферной циркуляцией планет Солнечной системы и коричневыми карликами есть много общего. В результате коричневые карлики могут служить более массивными аналогами существующих планет-гигантов. https://telegra.ph/file/0f27656ae2df3c3b9599f.jpg

2380 

08.01.2021 15:31

Есть ли будущее у нашей планеты?
Мы верим, что есть. Только оно целиком и полностью зависит от нас. А это потребует изменения всей организации планетарного сообщества, иными словами, новой цивилизации, перестройки самого главного — тех систем ценностей, которые утверждались веками.
Канал Экология и Человек — это не про «поменяйте пакеты на авоськи и будет вам счастье». Это канал про главные эко-события России и мира, про изменения климата с научной точки зрения, про интересные новости на тему сохранения природы и др.
Авторы порой немного пугают прогнозами экологических катастроф, но только зная правду, мы можем принять верные решения и изменить все к лучшему.
Несколько любопытных постов:
Настоящая причина Камчатской катастрофы
Опасные химические вещества в вашем офисе
Как человечество оказалось под угрозой исчезновения из-за богачей?
Как «Новичок» оказался на Венере?
Море Лаптевых впервые за всю историю наблюдений не замёрзло — апокалипсис уже близко? https://t.me/eco8man

2499 

07.01.2021 15:00

​​​​Харон мог получить статус полноценной планеты
Исторически сложилось, что Харон считается спутником карликовой планеты Плутон. Но не все знают, что в 2006 году согласно проекту Резолюции 5 XXVI Генеральной ассамблеи МАС (Международный астрономический союз) Харону предполагалось присвоить статус целой планеты. В примечаниях к проекту резолюции указывалось, что в таком случае Плутон—Харон будет считаться двойной планетой. Основанием для этого служил тот факт, что, поскольку центр масс системы «Плутон — Харон» находится вне Плутона и вращение системы взаимно синхронизировано, Плутон и Харон должны рассматриваться в качестве двойной планетной системы.
Однако на этой же ассамблее МАС ввёл определение понятий «Планета» и «Карликовая планета». Согласно введённым определениям Плутон классифицируется как карликовая планета, а Харон — его спутник, хотя в дальнейшем такое решение может быть пересмотрено. https://telegra.ph/file/543607cfc86541dc5d321.mp4

1978 

03.05.2021 13:58

​Ученые изучают таинственный сигнал, присланный от планеты в 4,2 световых годах от Земли
В рамках научного проекта Breakthrough Listen, посвященного поиску признаков жизни на других космических телах, ученые изучают таинственный сигнал. Предполагается, он был прислан из новооткрытой планеты Проксима Центавра b, расположенной в 4,2 световых годах от Земли.
По словам доктора физических наук Мар Гомес из Мадридского университета Комплутенсе, сигнал появился только один раз и больше никогда не поступал. Он имеет уникальную частоту, которую способны излучать земные корабли и спутники. Breakthrough Listen готовит личный отчет по поводу этой ситуации, но научное мировое сообщество пока что не хочет распространять информацию об уникальном сигнале. Проксима Центавра b расположилась в Альфа Центавре. Планета массивнее Земли в 1,27 раз. Ученые подозревают, что на ней может быть жидкость и у нее твердая поверхность. На сегодняшний день существует проект, согласно которому земные корабли должны отправиться на эту экзопланету. Аппараты могут развивать 20% от скорости света, при таких показателях полет в одну сторону займет двадцать лет. Специалисты уже разрабатывают корабли на космических парусах, которые будут держать путь по лазерному лучу. Это станет настоящим прорывом в изучении космоса для всего человечества. https://telegra.ph/file/96f28224316f6fbc66a0d.jpg

2491 

04.01.2021 12:30

​Вопрос: Почему Юпитер не защитил нас от Тунгусского метеорита?
Ответ: На своём пути к Солнцу большинство астероидов и комет должны пересечь орбиту Юпитера, сильная гравитация которого является доминирующей в огромной области вокруг планеты. Чтобы проскочить всю область влияния Юпитера у астероидов зачастую уходит много времени, в течение которого планета-гигант может их перехватить. Поэтому Юпитер часто называют щитом внутренних планет, ведь он притягивает к себе большое количество астероидов и комет, летящих во внутреннюю часть Солнечной системы. Однако он перехватывает далеко не все объекты, пересекающие его орбиту, Юпитер практически не влияет на астероиды, пересекающие его орбиту далеко от текущего местоположения планеты. Это можно сравнить с детской игрой в догонялки, в которой Юпитер водит, он не может словить сразу все астероиды, разбросанные по Солнечной системе, но если кто-то окажется слишком близко, то ему уже не убежать. Так он миллиарды лет по одному отлавливает астероиды, которым не посчастливилось к нему приблизиться. Поэтому Юпитер не защитил Землю не только от Тунгусского метеорита, но и от тысяч других крупных объектов, упавших на Землю в разное время.
Задать вопрос — _bot
Вопросов очень много, буду стараться отвечать на самые интересные из них. https://telegra.ph/file/832cf35fc4302bf38ee3b.jpg

2443 

03.01.2021 14:30

​​Cистема Kepler-730
Необычная система Kepler-730, одновременно содержащая раскаленные аналоги Земли и Юпитера, проживает в северном созвездии Лиры на значительном расстоянии от Солнца – 4746 световых лет. В ее системе была обнаружена планета Kepler-730 с, которая в полтора раза превосходит Землю по размеру, а год на ней длится 2,85 земных дня. Она вращается вокруг аналога Солнца по соседству с обнаруженным ранее горячим юпитером, чей диаметр всего на 10 процентов больше диаметра крупнейшей планеты Солнечной системы.
На сегодня подтверждено существование лишь одной системы, одновременно содержащей и горячий юпитер, и небольшие раскаленные планеты. Она располагается в направлении созвездия Водолея на орбите звезды WASP-47, удаленной от нас на 652 световых года. В ней проживают два газовых гиганта, а также горячая суперземля и горячий нептун. Причем один из «юпитеров» вращается на расстоянии 1,36 астрономической единицы от светила, и, если у него есть спутники, они могут иметь условия пригодные для жизни. https://telegra.ph/file/0167583532c77327a873d.jpg

2016 

03.05.2021 17:30

Астрономы обнаружили гигантскую экзопланету
Обнаружена крупная экзопланета Kepler-1514b, размеры которой в пять раз больше, чем у Юпитера. Самое интересное, что звезда Kepler-1514, вокруг которой она вращается, меньше нашего Солнца, отмечают ученые.
Это открытие удалось сделать благодаря тому, что планета прошла перед своим светилом, создав соответствующую тень. Ранее это же событие удалось запечатлеть более десяти лет назад. Но тогда ученые не смогли удостовериться в существовании большой планеты. Астрономы считают, что плотность на ней очень высока. При этом ее астрономический год в полтора раза меньше, чем наш. Также у данного небесного тела необычная орбита.

2357 

06.02.2021 13:36

​Вопрос: Если Юпитер газовая планета, то как она принимает на себя удары метеоритов?
Ответ: Если я правильно понял, то вопрос состоит в том, почему метеориты не проскакивают сквозь Юпитер. Для этого есть целых три причины. Во-первых, Юпитер, как и другие газовые планеты состоит не только из газов водорода и гелия, хоть они и занимают львиную долю массы планеты, но и из твёрдых веществ, в его недрах есть железо, карбон и многое другое, причём в количестве достаточном для образования небольшой каменистой планеты. Во-вторы0х, огромная гравитация Юпитера создаёт огромное давление, и с погружением вглубь планеты газ сначала превращается в жидкость, образуя океан, а на ещё большей глубине газ метализируется — приобретает структуру метала и становится твёрдым. То есть метеоритам есть куда падать. Третья причина состоит в том, что атмосфера Юпитера очень плотная и метеориты сгорают в ней или даже разбиваются об неё, это можно сравнить с падением с высоты на воду, из-за большой скорости полёта метеорита, сила удара об атмосферу оказывается огромной и он просто разбивается.
Задать вопрос — _bot
Вопросов очень много, буду стараться отвечать на самые интересные из них. https://telegra.ph/file/66763423e352c4de8284e.jpg

2336 

06.02.2021 19:05

Алмазная планета 55 Cancri
В космосе существует небесное тело, залежи алмазов на котором, при учёте их текущей рыночной стоимости, оцениваются в $26,9 нониллиона (это число изображается единицей с 30-ю нулями), тогда как совокупный объём ВВП на Земле составляет на сегодняшний день $74 триллиона. Объект получил название 55 Cancri.
Как предполагают научные сотрудники, драгоценный минерал, которым изобилует 55 Cancri, образуется в недрах из углерода. Сама планета может представлять собой сверхпрочное алмазное ядро давно погибшей звезды.

2312 

08.02.2021 20:30

​Вопрос: Как образуются пояса астероидов?
Ответ: Ранее существовала гипотеза о том, что главный пояс астероидов является останками разрушенной планеты, но она была полностью опровергнута. Основной гипотезой является то, что пояс астероидов является планетой, которая так и не смогла сформироваться ввиду гравитационного влияния Юпитера и, в меньшей степени, других планет-гигантов. При формировании Солнечной системы с увеличением расстояния от Солнца уменьшалась средняя температура вещества, и, соответственно, химический состав. Зона, из которой впоследствии сформировался главный пояс астероидов, оказалась вблизи границы конденсации летучих соединений, в частности, водяного пара из которых формировались планетезимали. Но гравитация Юпитера не дала им образовать планету, она привела к столкновению и разрушению планетезималей и вырыванию вещества из пояса в результате около 99,9% вещества было отправлено либо к границе Солнечной системы либо к внутренним планетам.
Задать вопрос — _bot
Вопросов очень много, буду стараться отвечать на самые интересные из них. https://telegra.ph/file/844021782b69b2e1e4eb0.jpg

2368 

11.02.2021 12:25

Gliese 1214 b — Gliese 1214 b

Gliese 1214 b^[3] (часто сокращается до GJ 1214 b) является экзопланета что вращается вокруг звезды Gliese 1214, и был открыт в декабре 2009 года. Его родительская звезда — 48 световых лет от солнце, в созвездии Змееносец. По состоянию на 2017 год GJ 1214 b является наиболее вероятным кандидатом на звание планета океана.^[4][5] По этой причине ученые прозвали планету «водным миром».^[6]

Это суперземля, что означает, что он больше, чем земной шар но значительно меньше (по массе и радиусу), чем газовые гиганты из Солнечная система. После COROT-7b, это была вторая известная суперземля^[1] и является первой из нового класса планет с небольшим размером и относительно низкой плотностью. ^[7] GJ 1214 b также важен, потому что его родительская звезда находится относительно близко к солнце и потому что это транзиты (крестится перед) этой родительской звездой, что позволяет изучать атмосферу планеты с помощью спектроскопические методы.^[1]

В декабре 2013 года НАСА сообщило, что облака могли быть обнаружены в атмосфера ГЖ 1214 б.^{[8][9][10][11]}

Содержание

• 1 Обнаружение
• 2 Функции
  • 2.1 Домыслы, основанные на планетных моделях
• 3 Смотрите также
• 4 Рекомендации
• 5 внешняя ссылка

Обнаружение

GJ 1214 b был впервые обнаружен Проект MEarth, который ищет небольшие падения яркости, которые могут произойти, когда вращающаяся планета ненадолго проходит перед своей родительской звездой. В начале 2009 года астрономы, работавшие над проектом, заметили, что звезда GJ 1214, похоже, демонстрирует подобные падения яркости. Затем они более внимательно наблюдали за звездой и подтвердили, что она затемняется примерно на 1,5% каждые 1,58 дня. Затем были проведены последующие измерения лучевой скорости с помощью спектрографа HARPS на ESO 3,6-метровый телескоп на Ла Силья, Чили; эти измерения предоставили независимые доказательства реальности планеты. Затем статья была опубликована в Природа объявление о планете и оценка ее массы, радиуса и параметров орбиты.^[1]

Функции

Представление художника о планете с возможными глубокими океанами

Впечатление художника от Gliese 1214 b (передний план), освещенный красным светом своей родительской звезды (центр)’

Впечатление от этого художника показывает, как может выглядеть GJ 1214 b при прохождении своей родительской звезды. Это второй суперземля для которого астрономы определили массу и радиус, что дает важные подсказки о его структуре.

Радиус GJ 1214 b можно определить по величине затемнения, наблюдаемого, когда планета пересекает свою родительскую звезду, если смотреть с Земли. О массе планеты можно судить по точным наблюдениям радиальной скорости родительской звезды, измеренной по небольшим сдвигам в спектральных линиях звезд из-за Эффект Допплера. ^[1] Учитывая массу и радиус планеты, можно вычислить ее плотность. В свою очередь, путем сравнения с теоретическими моделями плотность дает ограниченную, но очень полезную информацию о составе и структуре планеты.^[1]

Из-за относительно небольшого размера родительской звезды GJ 1214 b, возможно проводить спектроскопические наблюдения во время планетных транзитов. Сравнивая наблюдаемый спектр до и во время транзита, можно сделать вывод о спектре атмосферы планеты. В декабре 2010 года было опубликовано исследование, показывающее, что спектр практически не имеет характерных черт в диапазоне длин волн 750–1000 нм. Поскольку толстая и безоблачная богатая водородом атмосфера могла бы дать заметные спектральные особенности, такая атмосфера, по-видимому, исключена. Хотя никаких явных признаков водяного пара или каких-либо других молекул не наблюдалось, авторы исследования полагают, что у планеты может быть атмосфера, состоящая в основном из водяного пара. Другая возможность заключается в том, что может быть толстый слой высоких облаков, поглощающих звездный свет. ^[12] Дальнейшие наблюдения необходимы для определения состава его атмосферы.

Из-за предполагаемого возраста планетной системы и расчетных гидродинамический выход скорострельность 9 × 10⁵ кг с⁻¹, ученые пришли к выводу, что за время жизни планеты произошла значительная потеря атмосферы, и любая нынешняя атмосфера не может быть изначальной.^[1] Косвенно потеря первичной атмосферы была подтверждена в 2020 году, поскольку на Gliese 1214 b гелий обнаружен не был.^[13]

GJ 1214 b может быть холоднее любого другого известного транзитная планета до открытия Кеплер-16б в 2011 г. Миссия Кеплера. Его равновесная температура считается, что она находится в диапазоне 393–555 К (120–282 ° C; 248–539 ​​° F), в зависимости от того, сколько излучения звезды составляет отраженный в космосе.^[1][14]

Домыслы, основанные на планетных моделях

Хотя о GJ 1214 b известно очень мало, были предположения относительно его специфической природы и состава. На основе планетарных моделей^[15] Было высказано предположение, что GJ 1214 b имеет относительно толстую газовую оболочку.^[7] Можно предлагать структуры, предполагая различные составы, руководствуясь сценариями формирования и эволюции планеты.^[7] GJ 1214 b может быть каменистой планетой с выделенный богатая водородом атмосфера, а мини-нептун, или планета океана.^[7] Если это водный мир, его можно было бы рассматривать как более крупную и горячую версию Юпитер с Галилейская луна Европа.^[7] Хотя ни один ученый не утверждал, что считает GJ 1214 b планетой-океаном, если предположить, что GJ 1214 b является планетой-океаном,^[15] то есть предполагается, что внутренняя часть состоит в основном из водного ядра, окруженного более воды, пропорции общей массы, согласующиеся с массой и радиусом, составляют примерно 25% породы и 75% воды, покрытые толстой оболочкой из газов, таких как водород и гелий (около 0,05%).^[1][14] Водные планеты могут возникнуть в результате попадания внутрь планетарная миграция и происходят как протопланеты это сформировалось из летучий богатый льдом материал за пределами снежная полоса но никогда не достигала масс, достаточных для аккреции большого количества H / He туманный газ. ^{а б} Сигер, S .; Kuchner, M .; Hier-Majumder, C.A .; Милитцер, Б. (2007). «Соотношение масса – радиус твердых экзопланет». Астрофизический журнал. 669 (2): 1279–1297. arXiv:0707.2895. Bibcode:2007ApJ … 669.1279S. Дои:10.1086/521346.

внешняя ссылка

СМИ, связанные с GJ 1214 b в Wikimedia Commons

• Астрономы находят мир с плотной суровой атмосферой и ледяным сердцем
• Проект MEarth
• Хаббл открыл новый класс планет
• Астрономы заявили о существовании нового класса планет: «водного мира» с плотной паровой атмосферой.
• Обновленная информация об атмосфере суперземли GJ1214b

Координаты: 17^час 15^м 18.94^s, +4° 57′ 49.7″

Космический телескоп Джеймса Уэбба готов поднять мглу, окружающую субнептуны

Иллюстрация для сравнения размеров субнептнунов TOI-421b и GJ 1214b с Землей и Нептуном. Credits: NASA, ESA, CSA, и D. Player (STScI)

Большинство систем с солнцеподобными звездами, исследованными в Млечном Пути, содержат планеты таинственного типа, не похожие ни на одну в нашей Солнечной системе.

Об этом рассказывают
в Центре космических полетов НАСА им. Годдарда.

Больше Земли, меньше Нептуна и вращаются ближе к своим звездам, чем Меркурий к Солнцу, эти от-теплого-до-горячих субнептуны являются самым распространенным типом планет среди наблюдающихся в галактике. Но хотя исследователям удалось измерить основные свойства сотен этих планет — включая размер, массу и орбиту — их фундаментальная природа остается неясной.

Может они плотные, землеподобные шары из камня и железа, покрытые толстыми слоями газа водорода и гелия? Или менее плотные смеси камней и льда окруженные парной, насыщенной водой атмосферой? Учитывая ограниченность данных и отсутствие планет подобных размеров и орбит в нашей Солнечной системе, которые можно было бы использовать для сравнения, ответить на эти вопросы трудно.

«Что это за планеты? Как они образуются? Почему их нет в нашей Солнечной системе? Это фундаментальные вопросы», — объясняет Джейкоб Бин, астроном из Чикагского университета, руководивший многочисленными наблюдениями за экзопланетами.

Проблема с дымкой

Ключ к выяснению того, из чего состоят субнептуны и как они образовались, является изучение их атмосферы. Но получить внятный взгляд непросто.

Наиболее эффективным методом анализа атмосфер экзопланет
является методика, известная как трансмиссионная спектроскопия. Когда планета проходит перед своей звездой, некоторые длины волн (цвета) звездного света отфильтровываются газами в атмосфере планеты. Поскольку каждый тип газа имеет уникальную «подпись» или набор длин волн, которые он поглощает, можно выяснить из чего состоит атмосфера на основе паттернов в спектре пропускания.

Эта техника была успешной для многих экзопланет, но не для большинства субнептунов. «Атмосферных наблюдений за планетами субнептунами было очень мало», — объясняет Элиза Кэмптон из Университета Мэриленда в Колледж-Парке, специализирующаяся на теоретическом моделировании атмосфер экзопланет. «И большинство из них были неудовлетворительными в том, что спектры не показали многие из спектральных особенностей, которые позволили бы нам идентифицировать газы в атмосфере».

Вероятно, проблема в аэрозолях – крошечных частицах и капельках, образующих облака или дымку. Эти частицы рассеивают звездный свет, размывая отчетливые спектральные пики на тонкие волнистые и делая спектр практически бесполезным для определения состава газа.

Но исследователи уверены, что с Уэббом на горизонте появится гораздо более четкий взгляд на субнептуны. Две программы наблюдения, возглавляемые Бином и Кэмптоном и запланированные на первый год работы Уэбба, будут использовать его уникальные мощные возможности для исследования двух планет субнептунового размера: GJ 1214 b, архетип субнептуна; и TOI-421 b, более недавнее открытие.

Архетип субнептуна: GJ 1214 b

Иллюстрация показывает, как могла бы выглядеть экзопланета GJ 1214 b на основе текущей информации. GJ 1214 b имеет радиус 2,74 земного, массой в 8,2 земного и плотностью в 2,2 больше плотности воды. Это теплая экзопланета субнептунового размера, которая находится на расстоянии примерно 48 световых лет от Земли, является одной из наиболее изученных экзопланет в нашей галактике. Предыдущие спектроскопические наблюдения указывают на то, что планета окутана аэрозолями (облаками или дымкой), которые до сих пор делали невозможным определение состава газов, составляющих ее толстую атмосферу. Credits: NASA, ESA, CSA, и D. Player (STScI)

GJ 1214 b, теплый субнептун, вращающийся вокруг соседней звезды красного карлика, был предметом десятков исследований. Его короткий орбитальный период, большие размеры относительно звезды и сравнительная близость к Земле делают его легким (как для экзопланет) для эффективного наблюдения, а статус эталонного субнептуна — и, по словам Бина, «самой загадочной экзопланеты, о которой мы знаем», — делает его достойным объектом исследования.

Команда будет использовать Средне-инфракрасный инструмент (MIRI) Вебба для наблюдений за системой GJ 1214 почти непрерывно в течение почти 50 часов, пока планета проходит чуть больше одной полной орбиты. Затем они проанализируют данные тремя разными способами, чтобы сузить круг возможных комбинаций газов и аэрозолей, составляющих атмосферу GJ 1214 b:

• Трансмиссионная спектроскопия: если таких молекул, как вода, метан или аммиак, много, они должны быть очевидны в трансмиссионном спектре. Свет средне-инфракрасного диапазона не должен рассеиваться аэрозолями, равно как видимый и ближний инфракрасный свет.
• Тепловая эмиссионная спектроскопия: свет в среднем инфракрасном диапазоне, излучаемый самой планетой, предоставит информацию о температуре и отражательной способности планеты, на оба из которых влияет атмосфера. Например, планета, окруженная темной, сажистой мглой, поглощающей свет, будет теплее планеты, покрытой яркими, светоотражающими облаками.
• Картографирование температуры фазовой кривой: хотя Уэбб не сможет непосредственно наблюдать GJ 1214 b (планета слишком близка к своей звезде), он достаточно чувствителен, чтобы измерять очень тонкие изменения общего количества света от системы, когда планета движется по орбите вокруг звезды. Исследователи будут использовать фазовую кривую GJ 1214 b, график зависимости яркости от фазы (т.е. сколько дневной стороны планеты повернуто к телескопу) для отображения средней температуры планеты в зависимости от долготы. Это предоставит дополнительную информацию о циркуляции и составе атмосферы.

Горячий субнептун TOI-421b

Иллюстрация того, как может выглядеть экзопланета TOI-421 b. TOI-421 b имеет радиус 2,68 земного, массой в 7,2 земного и плотностью в 2,05 больше плотности воды. Это горячая экзопланета субнептунового размера, вращающаяся вокруг похожей на Солнце звезды, на расстоянии примерно 244 световых лет от Земли. Считается, что TOI-421 b имеет чистую атмосферу без дымки и облаков. Credits: NASA, ESA, CSA, и D. Player (STScI)

Непонятно, из чего состоят аэрозоли, окружающие теплые субнептуны, такие как GJ 1214 b, но они могут походить на те, что образуют смогообразную дымку, найденную на спутнике Сатурна
Титане. Для проверки этой гипотезы исследователи решили нацелиться на TOI-421 b, планету, которая по размеру и плотности подобна GJ 1214 b, но считается слишком горячей для существования сажистой дымки.

Уебб будет дважды наблюдать за TOI-421 b во время его прохождения перед своей звездой: один раз с помощью «Ближне-инфракрасного визуализатора и бесщелевого спектрографа» (NIRISS) и второй раз с помощью «Ближне-инфракрасного спектрографа» (NIRSpec) для получения полного спектра трансмиссии ближнего инфракрасного излучения планеты. Если гипотеза верна и небо TOI-421 b чисто, спектр можно использовать для измерения изобилия таких молекул, как вода, метан и углекислый газ. Если окажется, что TOI-421 b все-таки испытывает проблему с аэрозолями, команда использует полученные данные для лучшего понимания, из чего состоят эти аэрозоли.

Кэмптон и Бин уверены, что, исследуя неуловимые атмосферы субнептунов разными способами с помощью Уэбба, ученые наконец-то начнут понимать не только эти два конкретных объекта, но и целый класс планет.

Как наблюдения с помощью MIRI за GJ 1214 b, так и наблюдения NIRISS и NIRSpec за TOI-421 b будут проводиться в рамках Цикла 1 программы Общие наблюдатели Уебба. Общие наблюдатели были отобраны на конкурсной основе с помощью системы двойного анонимного рецензирования, той же системы, которая использовалась для распределения времени на Хаблле.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

что могут найти на суперземле GJ 357 d и почему этот класс планет так интересен ученым

Олег
Сабитов

Новостной редактор

31 июля космический телескоп TESS обнаружил ближайшую к Солнцу суперземлю — GJ 357 d. Астрономический объект расположен на расстоянии 31 светового года от нашей планеты, а предварительный анализ его атмосферы показал наличие в ней воды. Это значит, что суперземля может быть обитаема. Кажется, что гипотезу о наличии жизни на планетах, которые больше Земли, но меньше газовых гигантов, теперь проверить проще, чем когда-либо прежде. «Хайтек» рассказывает, что наука знает о суперземлях, какова вероятность существования на них жизни и почему открытие TESS может продвинуть науку об экзопланетах далеко вперед.

Читайте «Хайтек» в

В марте 2009 года НАСА запустило орбитальный телескоп Kepler — охотник за экзопланетами, задачей которого были поиск и классификация их в удаленных звездных системах. Аппарат обнаружил несколько тысяч экзопланет и впервые ответил на вопрос о соотношении тел различного размера во Вселенной.

Миссия показала, что маленькие планеты встречаются гораздо чаще, чем большие. Самым распространенным типом оказались объекты размером немного больше Земли и меньше Нептуна — суперземли.

Оптимистичная обитаемая зона. Диаграмма, показывающая границы обитаемой зоны вокруг звезд и то, как на границы влияют типы звезд

Несмотря на то, что суперземли являются обычным явлением, ни в нашей части Млечного пути, ни в Солнечной системе нет ни одной из них. Поэтому парадоксальным образом самый распространенный класс планет в нашей галактике остается наименее изученным.

Почему суперземли так сложно изучать?

У астрономов есть несколько гипотез относительно строения суперземель. Такие экзопланеты могут быть похожи на Землю с каменистой структурой, атмосферой и жидким ядром. Вероятно, по классификации они находятся ближе к Нептуну, то есть обладают большим ледяным ядром, окруженным оболочкой из водорода и гелия. Или это может быть водный мир — скалистое ядро, окруженное водным покровом. Возможно, у них есть атмосфера, состоящая из водяного пара.

Чтобы определить химический состав планеты, астрономы анализируют звездный свет, который проходит через ее атмосферу. Молекулярные частицы, присутствующие в атмосфере, поглощают свет на определенных длинах волн, а телескопы Hubble и Spitzer способны зафиксировать этот процесс, увидев планету и ее атмосферу на разных длинах волн, и определить, какие химические вещества на ней присутствуют.

Эта техника на сегодняшний день позволила проверить больше трех десятков планет. Ученые, например, установили, что в атмосфере гигантских газовых экзопланет, известных как горячие юпитеры, присутствуют вода, водород и гелий, — а, возможно, также углекислый газ и метан.

---

Горячие юпитеры

Это класс экзопланет с массой порядка Юпитера, которые проще всего обнаружить — они вращаются вокруг своих звезд на расстоянии всего в 0,05 а. е. и вносят заметные короткопериодические возмущения в движение звезды. Из-за близкого расположения к звезде такие объекты чаще всего нагреты в диапазоне от 730 °C до 1 230 °C, поэтому существование жизни на них не представляется возможным.

---

Однако с суперземлями ситуация сложнее. Хотя астрономам известно о существовании около сотни объектов этого класса, лишь немногие находятся близко к Земле. На орбите достаточно ярких звезд, чтобы изучить их с помощью существующих телескопов.

Астрономы уже предпринимали попытки?

Да. Первой суперземлей, атмосферу которой исследовали астрономы, была GJ 1214 b в созвездии Змееносца. Прежде чем исследовать атмосферу, ученые выяснили, что астрономическое тело имеет среднюю плотность. Это значит, что она не полностью скалистая, как Земля, а может представлять собой планету-океан или нептуноподобное тело с каменистым ядром, покрытым газовой оболочкой.

Чтобы определить ее строение, исследователи попытались изучить атмосферу GJ 1214 b. Концентрация в ней водорода и гелия свидетельствовала бы о том, что планета больше похожа на Нептун, а воды — о том, что она представляет собой планету-океан.

Суперземля GJ 1214 b

С помощью телескопа Hubble астрономы в течение нескольких лет наблюдали за GJ 1214 b с помощью света, пропущенного через ее атмосферу. Однако каждый раз спектр возвращался без особенностей. Это значит, что в атмосфере суперземли не удалось обнаружить ни водорода, ни воды, ни каких-либо других химических соединений. Исходя из этого, исследователи заключили, что ее атмосфера слишком плотная, чтобы ее можно было исследовать с помощью существующих телескопов.

Спустя несколько лет те же исследователи приступили к изучению суперземли HD 97658 b, расположенной в созвездии Льва. С помощью Hubble астрономы попытались измерить уменьшение света. Важно было сделать это, когда планета проходила перед своей родительской звездой в диапазоне длин волн инфракрасного излучения, чтобы обнаружить небольшие изменения, вызванные водяным паром в атмосфере планеты.

Однако диапазон вновь вернулся без особенностей. Дело в том, что либо ее атмосфера такая же плотная, либо в ней отсутствует водород. Во втором случае атмосфера может быть настолько слабой или компактной, что концентрации водорода и водяного пара в ней очень малы. С существующей чувствительностью телескопов определить их сигнатуры невозможно. Таким образом, предпринятые астрономами попытки определить строение суперземель и установить вероятность, с которой на них может существовать жизнь, не увенчались успехом. Вероятно, большой шаг в этом направлении позволит сделать изучение GJ 357 d — самой близкой к Земле суперземли.

Что известно о новой суперземле?

GJ 357 d открыл телескоп TESS — тело расположено на расстоянии 31 светового года от нашей планеты. Объект вместе с двумя другими планетами — GJ 357 c и GJ 357 d — вращается вокруг красного карлика GJ 357, который в три раза меньше Солнца (желтого карлика).

---

TESS

Телескоп запущен весной 2018 года вместо обсерватории Kepler. Сейчас запасы топлива на ней заканчиваются, в ближайшее время обсерватория прекратит свою работу. TESS, в отличие от Kepler, наблюдает за разными уголками космоса, а не за одним участком. Он также способен обнаружить не только солнцеподобные объекты, но и яркие звезды. За первые полгода работы телескоп обнаружил 280 кандидатов в экзопланеты, статус шести из них позже был подтвержден.

---

Звезда в системе холоднее и тусклее Солнца, но суперземля вращается вокруг нее в обитаемой зоне — на расстоянии в одну пятую расстояния от Земли до Солнца. Таким образом, планета получает достаточно тепла, чтобы на ней могла существовать жизнь.

GJ 357 d в шесть раз больше нашей планеты, а ее радиус в два-три раза больше земного. Период вращения суперземли вокруг своей звезды составляет 55,7 дней — год на ней длится в 6,5 раз меньше, чем на Земле.

Ученые создали модель экзопланеты на основе имеющихся данных о ней. Моделирование показало, что вода может существовать на ее поверхности в жидкой форме. Исходя их этого, ученые предполагают, что на планете может существовать и жизнь. Внести ясность в этот вопрос позволит дальнейшее изучение суперземли.

Какова вероятность, что на новой экзопланете может быть жизнь?

Ученые пока не дают никаких прогнозов на этот счет, но близость экзопланеты к Земле позволит изучить ее лучше, чем другие объекты такого класса. Однако стоит понимать, что 31 световой год — это все равно очень далеко.

Например, автоматические межпланетные станции Voyager и Voyager 2, которые являются самыми далекими от Земли искусственными объектами, преодолели около 18 млрд км. Они сейчас находятся за пределами гелиопаузы, но до сих пор внутри Солнечной системы. С 1977 года аппараты преодолели расстояние в 120,3 астрономических единиц, или около 0,0019 световых лет.

Кроме того, относительная близость GJ 357 d не гарантирует, что существующим телескопам хватит чувствительности для изучения ее атмосферы.

Нахождение суперземли в обитаемой зоне красного карлика еще не означает, что на ней существуют живые организмы, растения или бактерии. В начале своего жизненного цикла красные карлики куда ярче и горячее. Даже если изначально на экзопланете и были пригодные для жизни условия, она могла уже слишком нагреться к тому моменту, когда там теоретически могла зародиться жизнь.

Тайны Суб-Нептунов раскроет телескоп Джеймс Уэбб

Космический телескоп Джеймс Уэбб, запуск которого назначен на 18 декабря 2021 года, изучит в том числе экзопланеты, известные как суб-Нептуны. Подробные атмосферные исследования дадут ключевое представление о некоторых из самых загадочных планет, известных в галактике.

Млечный Путь полон загадочных планет размером больше Земли, но несколько меньше Нептуна, которые кружат вокруг своих звезд быстрее и ближе, чем Меркурий вращается вокруг Солнца. Находящиеся на расстоянии световых лет, скрытые дымкой или облаками и не имеющие аналогов в нашей солнечной системе, точная природа этих планет остается загадкой. Из чего они состоят? Как они образовались? И что они могут рассказать нам о планетах и ​​планетной эволюции в целом?

Обладая беспрецедентной способностью измерять чрезвычайно тонкие различия в яркости и цвете тусклого инфракрасного света, космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба предназначен для устранения тумана, окружающего природу и происхождение наиболее распространенного типа планет, наблюдаемых в Млечном Пути.

Более половины звездных систем, подобных Солнцу, исследованных в Млечном Пути, содержат загадочные планеты, не похожие ни на одну из планет нашей солнечной системы.

Иллюстрация сравнения размеров экзопланет (Суб-Нептунов) TOI-421 b и GJ 1214 b с Землей и Нептуном. Оба TOI-421 b и GJ 1214 b находятся между Землей и Нептуном с точки зрения радиуса, массы и плотности. Низкая плотность двух экзопланет указывает на то, что у них должна быть толстая атмосфера. Планеты расположены слева направо в порядке увеличения радиуса и массы:
Изображение Земли из климатической обсерватории Deep Space: Земля — ​​скалистая планета со средним радиусом примерно 6370 километров, массой около 6 миллиардов триллионов метрических тонн и плотностью в 5,5 раз больше, чем у воды.
Иллюстрация TOI-421 b: TOI-421 b — это горячая экзопланета с радиусом в 2,68 раза больше Земли, массой в 7,2 раза больше Земли и плотностью в 2,05 раза больше воды.
Иллюстрация GJ 1214 b: GJ 1214 b — это теплая экзопланета с радиусом в 2,74 раза больше Земли, массой в 8,2 раза больше Земли и плотностью в 2,2 раза больше воды.
Изображение Нептуна от «Вояджера 2»: Нептун — ледяной гигант с радиусом в 3,88 раза больше, чем у Земли (что дает его объем почти в 58 раз больше Земли), массой в 17 раз больше Земли и плотностью всего в 1,6 раза больше воды.
На рисунке показаны планеты в масштабе по радиусу, но не в пространстве или расстоянии от их звезд. В то время как Земля и Нептун вращаются вокруг Солнца, TOI-421 b вращается вокруг звезды, похожей на Солнце, на расстоянии примерно 244 световых года от нас, а GJ 1214 b вращается вокруг маленькой звезды — красного карлика на расстоянии 48 световых лет от нас.

Эти планеты от теплых до горячих суб-Нептунов больше, чем Земля, меньше Нептуна и вращаются ближе к своим звездам, чем Меркурий, и являются наиболее распространенным типом планет, наблюдаемых в галактике. Но хотя исследователи смогли измерить их основные параметры, включая размер, массу и орбиту сотен таких планет, их фундаментальная природа остается неясной.

Являются ли они плотными, похожими на Землю шарами из камня и железа, покрытыми толстыми слоями водорода и гелия? Или там менее плотная смесь камня и льда, окруженная насыщенной паром и насыщенной водой атмосферой? С ограниченными данными и отсутствием планет аналогичного размера в нашей солнечной системе, которые можно было бы использовать для сравнения, очень трудно ответить на эти вопросы.

«Что это за планеты? Как они образуются? Почему их нет в нашей солнечной системе? Это фундаментальные вопросы», — объясняет Джейкоб Бин, астроном из Чикагского университета, проводивший многочисленные наблюдения экзопланет.

Иллюстрация того, как может выглядеть экзопланета TOI-421 b.
TOI-421 b — это горячая экзопланета размером меньше Нептуна, вращающаяся вокруг звезды, похожей на Солнце, на расстоянии примерно 244 световых года от Земли. Предполагается, что TOI-421 b имеет чистую атмосферу без дымки и облаков. Предоставлено: НАСА, ЕКА, CSA

Проблема дымки

Ключом к выяснению того, из чего состоят суб-Нептуны и как они образовались, является изучение их атмосферы. Но получить четкое представление о ней очень сложно.

Самый эффективный метод анализа атмосфер экзопланет — метод, известный как спектроскопия пропускания. Когда планета проходит мимо своей звезды, некоторые длины волн (цвета) звездного света отфильтровываются газами в атмосфере планеты. Поскольку каждый тип газа имеет уникальную «сигнатуру» или набор длин волн, которые он поглощает, можно определить, из чего состоит атмосфера, по образцам в спектре пропускания.

Этот метод оказался успешным для многих экзопланет, но не для большинства суб-Нептунов. «Было очень мало атмосферных наблюдений планет под Нептуном», — объясняет Элиза Кемптон, которая специализируется на теоретическом моделировании атмосфер экзопланет. «И большинство из них были неудовлетворительными, поскольку спектры не выявили многих спектральных характеристик, которые позволили бы нам идентифицировать газы в атмосфере».

Похоже, что проблема заключается в аэрозолях, крошечных частицах и каплях, образующих облака или дымку. Эти частицы рассеивают звездный свет, размывая выступающие спектральные пики до тонких волн и делая спектр практически бесполезным с точки зрения определения состава газов.

Возможный спектр пропускания горячей экзопланеты TOI-421 b. Спектр пропускания показывает количество звездного света разной длины волны (цвета), который блокируется атмосферой планеты. Исследователи используют компьютерные модели, чтобы предсказать, как будут выглядеть спектры, предполагая определенные вероятные атмосферные условия, такие как температура, содержание различных газов и типы присутствующих аэрозолей. Предоставлено: НАСА, ЕКА, CSA.

Но исследователи уверены, что смогут получить гораздо более четкое представление о суб-Нептунах с помощью нового телескопа. Две программы наблюдений, возглавляемые Бином и Кемптон и запланированные на первый год работы Джеймса Уэбба. Они будут использовать уникальные мощные возможности телескопа для исследования двух планет размером с суб-Нептун: GJ 1214 b, архетип суб-Нептуна; и TOI-421b, более недавнее открытие.

Архетип суб-Нептуна: GJ 1214 b

GJ 1214 b, теплый суб-Нептун, вращающийся вокруг соседней звезды — красного карлика, был предметом десятков исследований. Его короткий орбитальный период, большой размер по сравнению с его звездой и сравнительная близость к Земле делают его легким (как экзопланеты) для эффективных наблюдений, в то время как его статус эталонного суб-Нептуна — и, по словам Джейкоба Бина, «самой загадочной экзопланеты», — делает его достойным объектом изучения.

Астрономы будут использовать прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI) Уэбба, чтобы почти непрерывно наблюдать за системой GJ 1214 в течение почти 50 часов, пока планета совершает немногим более одного полного обращения по орбите. Затем они проанализируют данные тремя различными способами, чтобы сузить возможные комбинации газов и аэрозолей, которые составляют атмосферу GJ 1214 b.

Спектроскопия пропускания: если таких молекул, как вода, метан или аммиак, много, они должны быть очевидны в спектре пропускания. Средний инфракрасный свет не должен рассеиваться аэрозолями так же, как видимый и ближний инфракрасный свет.

Тепловая эмиссионная спектроскопия: свет в среднем инфракрасном диапазоне, излучаемый самой планетой, предоставит информацию о температуре и отражательной способности планеты, на которые влияет атмосфера. Например, планета, окруженная темной, закопченной, поглощающей свет дымкой, будет теплее, чем планета, покрытая яркими отражающими облаками.

Эта упрощенная диаграмма фазовой кривой экзопланеты показывает изменение общей яркости системы звезда-планета, когда планета вращается вокруг звезды. Система выглядит ярче, когда большая часть освещенной стороны планеты обращена к телескопу (полная фаза), и тусклее, когда большая часть темной стороны обращена к телескопу (новая фаза). Предоставлено: НАСА, ЕКА, CSA.

Температурное отображение фазовой кривой: хотя Уэбб не сможет наблюдать GJ 1214 b напрямую (планета находится слишком близко к своей звезде), он достаточно чувствителен, чтобы измерить очень тонкие изменения в общем количестве света от системы, когда планета движется по орбите вокруг звезды. Исследователи будут использовать фазовую кривую GJ 1214 b, график зависимости яркости от фазы (то есть, какая часть дневной стороны планеты обращена к телескопу), чтобы сопоставить среднюю температуру планеты с долготой. Это предоставит дополнительную информацию о циркуляции и составе атмосферы.

Горячий суб-Нептун TOI-421 b

Неясно, из чего состоят аэрозоли, окружающие теплые суб-Нептуны, такие как GJ 1214 b, но они могут быть похожи на те, которые образуют дымку, похожую на смог, на спутнике Сатурна Титане. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи решили нацелиться на TOI-421 b, планету, которая по размеру и плотности похожа на GJ 1214 b, но считается слишком горячей для существования сажистого тумана.

Джеймс Уэбб будет наблюдать TOI-421b дважды, когда он будет проходить мимо своей звезды, один раз с помощью NIRISS, а затем с помощью спектрографа в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRSpec), чтобы получить полный спектр передачи ближнего инфракрасного диапазона. Если гипотеза верна и небо TOI-421 b чистое, спектр можно использовать для измерения содержания таких молекул, как вода, метан и углекислый газ. Если выяснится, что у TOI-421b все-таки есть проблема с аэрозолем, команда ученых будет использовать эти данные, чтобы лучше понять, из чего состоят аэрозоли.

Астрономы уверены, что, исследуя атмосферы различными способами с помощью Уэбба, они наконец начнут понимать не только эти два конкретных объекта, но и целый класс планет. Осталось подождать совсем немного.

Наблюдения GJ 1214 b с помощью MIRI и наблюдения TOI-421 b с помощью NIRISS и NIRSpec будут проводиться в рамках программы общих наблюдателей цикла 1. Программы General Observers были отобраны на конкурсной основе с использованием системы двойного анонимного обзора, той же самой системы, которая использовалась для распределения времени на телескопе Хаббл.

Планеты земного типа: (Виды, примеры, фотографии)

Содержание

1. Миниземля
2. Несколько примеров миниземель
3. ✅ Kepler-20 e
4. ✅ Kepler-20 f
5. ✅ PSR B1257+12 b
6. ✅ Kepler-37 b
7. Суперземля
8. Примеры некоторых суперземель
9. ✅ PSR B1257+12 c
10. ✅ Kepler-442 b
11. Глизе 832 c
12. ✅ Проксима Центавра b
13. Хтоническая планета
14. Несколько примеров
15. ✅ CoRoT-7 b
16. ✅ HD 209458 b
17. Мегаземля
18. Приведем пример
19. ✅ BD+20594 b
20. Планета-океан
21. ✅ GJ 1214 b
22. Железная планета
23. Приведем примеры
24. ✅ CoRoT-7 b
25. ✅ Kepler-10 b
26. Лавовая планета
27. Некоторые кандидаты в лавовые планеты
28. ✅ CoRoT-7 b
29. ✅ Kepler-10 b
30. ✅ Kepler-78 b
31. Двойник Земли
32. Вот некоторые из кандидатов в двойники
33. ✅ Kepler-452 b
34. ✅ Kepler-186 f
35. ✅ Kepler-438 b
36. Пустынная планета
37. Углеродная планета
38. ✅ 55 Рака e
39. Безъядерная планета
40. Заключение

Сегодня астрономия переживает очередной виток развития. Новые открытия происходят с увеличивающейся частотой. Число планет, обнаруженных за пределами Солнечной системы уже исчисляется тысячами. И это только подтвержденные планеты, не считая возможных кандидатов. Для систематизации обнаруженных планет ученые ищут способы их классификации по общим признакам. Сегодня существует несколько общепринятых моделей классификации, но чаще всего экзопланеты делят на газовые и на планеты земного типа. О последних и пойдет речь в этой статье.

Экзопланеты земного типа

Подобные объекты являются предметом особого интереса ученых, так как одной из важнейших задач современной науки является поиск внеземной жизни, а вероятность найти её на землеподобной планете гораздо выше, чем на газовой. Итак, какими же бывают планеты этого типа?

1

Миниземля

Как видно из названия, этот тип объектов имеет размеры не большие, чем у Земли. В Солнечной системе к этому классу можно отнести Землю, Венеру, Марс и Меркурий. Чем меньшие размеры имеет планета земного типа, тем меньше её гравитационная составляющая. Вкупе со слабым магнитным полем это приводит к тому, что атмосфера не способна задерживаться на поверхности и улетучивается в космическое пространство.

Как правило, подобные объекты находятся вблизи своих родительских звезд, что приводит к сильному разогреванию поверхности. Из-за небольших размеров миниземли довольно сложно обнаружить. Чаще всего находят их с помощью транзитного метода, который эффективен для поиска планет, вращающихся на близком удалении от звезды.

Первыми обнаруженными планетами этого класса были Kepler-20 e и Kepler-20 f, вращающиеся вокруг красного карлика, удаленного от нас на 945 световых года.

Несколько примеров миниземель

✅ Kepler-20 e

На фото: Сравнительные размеры Земли и Кеплер20е

Kepler-20 e является второй по удаленности планетой от родительской звезды, тем не менее она имеет диаметр орбиты в 6 раз меньший, чем у Меркурия. Такая близость к звезде делает температуру на поверхности миниземли очень высокой — около 740°C, что переводит её в разряд потенциально необитаемых.

✅ Kepler-20 f

На фото: Сравнительные размеры Земли и Кеплер20f

Эта миниземля имеет размеры чуть большие, чем у Земли. Её радиус на 3,4% больше земного, хотя имеет 0,66 земной массы. Планета является четвертой по удаленности от звезды, диаметр её орбиты более, чем в 3 раза меньше диаметра орбиты Меркурия. Один год на Kepler-20 f длится всего 19,5 дней.

Несмотря на сходство в размерах и массе с Землей, условия на Kepler-20 f значительно отличаются от привычных для нас. Из-за близости к звезде, средняя температура поверхности здесь около 432°С, это слишком высоко для поддержания воды в жидком виде и достаточно для плавления многих металлов. Но вполне возможно, что атмосфера Kepler-20 f содержит большое количество водяного пара.

✅ PSR B1257+12 b

Удивительная миниземля, которая находится на расстоянии 2300 световых лет от нас в созвездии Девы. Планета уникальна тем, что вращается вокруг пульсара — компактного космического объекта, состоящего из нейтронной звезды.

Миниземля, одна из трех найденных планет на орбите пульсара PSR B1257+12. Своими размерами она примерно в 2 раза больше Луны, и имеет массу в 50 раз меньше земной.

✅ Kepler-37 b

Эта миниземля вращается вокруг желтого карлика Kepler-37, находящегося в созвездии Лиры на расстоянии 126 св.лет от нас. В момент своего открытия это была самая маленькая экзопланета из всех известных. Её радиус (3900 км.) лишь немного превышает радиус Луны (3476 км.). Диаметр орбиты планеты приблизительно в 4 раза меньше диаметра орбиты Меркурия, это делает условия на поверхности близкими к меркурианским.

2

Суперземля

Суперземля — это класс планет, схожих по своей массе, которая находится в пределах от 1 до 10 масс Земли. В некоторых источниках говорится о массах от 5 до 10 земных.

Пожалуй, это один из самых простых типов классификации космических объектов, т. к. ни близость к звезде, ни состав в этом классе не учитывается, важна лишь только масса. Хотя и здесь встречаются некоторые пограничные случаи. Например, планета Мю Жертвенника c, которая находится в 50,6 световых годах от нас, имеет массу 10,5 земных (или 3% от массы Юпитера).

Чаще всего суперземли находят у звезд, относящихся к желтым и красным карликам, масса которых равна от 35% до 85% солнечной. Ещё одной отличительной чертой звезд, имеющих суперземли является их обедненность металлами.

Конечно, подобные типы космических объектов могут иметь совершенно различный состав, температуру и прочие характеристики, но ученые склонны полагать, что большая их часть — это каменные планеты, имеющие геологию, схожую с земной. И если такая планета будет находиться в зоне обитаемости звезды, то очень возможно, что она будет сильно похожа на нашу Землю, даже имея гораздо большие размеры.

Примеры некоторых суперземель

✅ PSR B1257+12 c

Эта суперземля вращается вокруг уже известной нам нейтронной звезды, одна из планет которой является миниземлёй (о ней thebiggest. ru писал чуть выше). Удивительно и то, что за неброским названием «PSR B1257+12 c» скрывается первая обнаруженная экзопланета в истории! Открытие случилось в 1991 году, когда польский астроном Александр Вольщан заметил периодические изменения в интенсивности сигналов пульсара PSR 1257+12, открытого им же годом ранее. Позже оказалось, что на орбите пульсара вращаются по меньшей мере 3 объекта, два из которых относятся к суперземлям, а один является миниземлей.

Примечание: «АЕ» — это Астрономическая Единица. Этим термином называют единицу длины, равную среднему расстоянию между Землей и Солнцем, а это около 150 млн км.

Диаметр орбиты суперземли PSR B1257+12 c равен 0,3АЕ. Очень сложно представить условия на этой планете, но очевидно, что они сильно отличаются от всех известных нам планет. Пульсар имеет колоссальное магнитное поле, планета подвержена мощнейшему ионизирующему излучению. Многие ученые предполагают, что и здесь при определенных условиях возможно наличие жизни. На Земле существуют некоторые формы жизни, устойчивые к различным видам излучений, включая ионизирующее. Кроме того, температура пульсара может достигать миллиона градусов по Кельвину, а пульсарный ветер способен обогревать находящиеся на орбите планеты. Звучит фантастически, редакция TheBiggest держит руку на пульсе и будет постоянно обновлять эту статью, если наука узнает что-то ещё о подобных планетах.

✅ Kepler-442 b

Радиус Kepler-442 b больше земного на 30%, а масса более, чем в 2,3 раза превышает земную. Находится экзопланета на расстоянии 1120 св.лет от нас. Она представляет большой интерес астрономов тем, что вращается в так называемой «зоне обитаемости» своей звезды — оранжевого карлика массой 0,61 солнечной. Радиус орбиты вращения Kepler-442 b равен 0,41АЕ, но из-за более слабой светимости родительской звезды, условия на поверхности очень могут быть похожими на земные.

Глизе 832 c

Эта экзопланета, вращающаяся вокруг красного карлика на расстоянии 16 св. лет от нас, имеет один из самых высоких индексов подобия Земле среди всех известных сегодня планет. Хотя Глизе 832 c более, чем в 6 раз ближе к родительской звезде, чем Земля, она получает примерно то же количество тепла. Её масса чуть более, чем в 5 раз превышает земную, и по размерам она чуть менее, чем в полтора раза крупнее Земли. Дальнейшие исследования планеты должны пролить свет на состав и плотность атмосферы Глизе 832 c, а также о возможности нахождения на ней живых организмов.

✅ Проксима Центавра b

Первые упоминания об этой суперземле появились в 2013 году, однако данные о ней перепроверялись и окончательное подтверждение получили лишь в 2016 году. Интерес к планете вызывает тот факт, что вращается она вокруг желтого карлика Проксима Центавра, а это ближайшая к нам звезда. Её размеры и масса почти в 10 раз уступают нашему Солнцу. Находится она на расстоянии 4,3 св.года, или 40 трлн км. от нас.

Вернемся к характеристикам Проксима Центавра b. Полный оборот вокруг звезды планета делает за 270 часов (около 11 суток). Такая скорость обусловлена близким расположением к звезде, ведь радиус орбиты вращения суперземли в 20 раз меньше радиуса орбиты Земли и даже в 7 раз меньше орбиты Меркурия. Такая близость к тусклой звезде создаёт условия нахождения на планете воды в жидкой форме, что делает Проксиму Центавру b потенциально жизнепригодной. Средняя температура на поверхности планеты −39°С. Радиус Проксима Центавра b на 10-11% превосходит Земной, а масса на 27% больше массы Земли.

Согласно последним данным, экзопланета, не имея собственного магнитного поля, подвержена космическому излучению, в сотни раз превышающее излучение, получаемое Землей. Такое излучение могло бы погубить почти все живые организмы Земли, хотя мы знаем некоторые виды бактерий, способные выживать и в более экстремальных условиях. Ученые нашли несколько моделей при которых жизнь в состоянии защитить себя от мощных излучений звезды. Но в марте 2017 года на родительской звезде наблюдалась сильнейшая вспышка, в ходе которой яркость звезды увеличилась десятикратно на целых 10 секунд. В момент вспышки произошёл огромный выброс излучения, которое легко могло сделать безжизненной любые известные формы жизни.

Читайте также: Список самых больших звёзд во Вселенной.

3

Хтоническая планета

Следующим типом планет земной группы являются хтонические экзопланеты. К ним относят газовых гигантов, которые в ходе эволюции потеряли газовую оболочку, оголив своё твердое ядро.

Планет подобного типа найдено немного, но явления, в ходе которых образуются подобные объекты, довольно распространены в космосе. «Выветривание» газа происходит из-за близости газового гиганта к звезде. Звездный ветер постепенно сдувает газовую составляющую планеты, оставляя лишь тяжелы элементы.

Несколько примеров

✅ CoRoT-7 b

CoRoT-7 b была обнаружена в 2009 г. Помимо хтонических, она относится к типу суперземель, а также к лавовым и железным планетам. Вращается CoRoT-7 b вокруг желтого карлика на удалении 489 св. лет от нас. Радиус планеты в полтора раза превышает земной, а своей массой она превосходит Землю в 7,4 раза. Это означает, что средняя плотность планеты выше земной примерно в 2 раза.

Неудивительно, что CoRoT-7 b потерял свою газовую оболочку, ведь радиус орбиты планеты в 22 раза меньше радиуса орбиты Меркурия. Несмотря на то что родительская звезда CoRoT-7 немного меньше Солнца, температура на такой близкой орбите очень высокая. Вероятно, на поверхности CoRoT-7 b бушует огромный лавовый океан, температура которого выше 2 500°С, такой температуры достаточно для плавления почти всех известных металлов и минералов. Из-за больших приливных сил, планета, вероятно всегда повернута одной стороной к звезде. Это делает возможным на обратной более холодной стороне выпадения осадков в виде лавы и камней.

✅ HD 209458 b

Эта планета не относится к хтоническим, но мы помещаем её в этот список «авансом». В очень далеком будущем этот газовый гигант может лишиться большей части своей материи, став хтонической экзопланетой. HD 209458 b является, пожалуй, самой изученной экзопланетой в мире.

Принадлежит она к разряду горячих юпитеров, вращается вокруг желтого карлика, находящегося в созвездии Пегаса на расстоянии 153 св. года.

HD 209458 b имеет размеры, почти в полтора раза превышающие Юпитер, при массе равной 0,6 юпитерианским. Планета удалена от звезды на расстояние, равное 1/8 радиуса орбиты Меркурия. Близость к звезде приводит к тому, что одна сторона экзопланеты разогревается до огромных температур, а другая (обратная сторона) значительно холоднее. Как и все планеты, находящиеся в большой близости к звезде, HD 209458 b всегда повернута одной стороной к светилу. Разность температур солнечной и темной сторон приводит к тому, что на поверхности бушуют сильнейшие штормы, скорость ветра которых составляет 2 км/с. Кроме того, верхние части атмосферы под действием звездного ветра выдуваются в космическое пространство, образуя за планетой огромный шлейф, похожий на большой хвост кометы.

4

Мегаземля

Как вы могли догадаться, этот тип планет, которые имеют массу значительно большую, чем у Земли. Она должна быть массивнее в 10 и более раз. Но это не единственное условие. Чтобы не попасть в класс газовых гигантов, планета должна иметь твердую или жидкую поверхность, а значит её плотность будет значительно выше плотности газовых планет.

Экзопланет подобного типа найдено немного, но это лишь вопрос времени.

Приведем пример

✅ BD+20594 b

BD+20594 b ещё мало изучена, но предположительно она является мегаземлей. Имея плотность 7,89 г/см³ (плотность Земли равна 5,51 г/см³), BD+20594 b также превосходит нашу планету в диаметре (+230%) и в массе (+1 600%).

5

Планета-океан

Это очень интересный и редкий тип планет, которые должны иметь в своём составе значительное количество воды в любом её состоянии.

И хотя сегодня известна всего лишь одна планета-океан, процесс формирования подобных объектов известен. Во время образования планетарных систем, протопланеты имеющие массу от 10 земных начинают притягивать к себе водород и гелий из газопылевого облака, становясь газовыми гигантами. Но, если масса протопланеты примерно 5-10 земных, она не в состоянии притянуть к себе большое количество газа. Такие планеты формируются за счет астероидов, состоящих из камней и воды. И если, по соседству не сформировался газовый гигант, способный захватить водно-каменистую протопланету, то она в будущем может стать планетой-океаном. Особенно если после своего формирования, орбита планеты уменьшится, как это часто происходит с газовыми гигантами. В таком случае лёд на поверхности может растаять, образуя огромный океан, толщиной несколько сот километров (в зависимости от размеров планеты).

Гипотетически на планетах такого класса может существовать жизнь. Вода в океане вполне может иметь достаточное количество микроэлементов, нужных для жизни. Такие океаны могут иметь несколько слоёв с различными условиями. На дне океанов из-за огромного давления вода может принимать необычные состояния, такие как Лёд 5, Лёд 6, Лед 7 и другие. Кроме того, вода может иметь и другие экзотические модификации, например быть в «супержидкой» форме.

✅ GJ 1214 b

Глизе 1214 b является суперземлей, которая вращается вокруг Красного карлика на расстоянии 40 световых лет от нас. Диаметр планеты в 2,25 раза, а масса в 6,55 раз превышает земную. Вращается она очень близко к своему светилу, на расстоянии 2,1 млн км, что в 27 раз меньше радиуса орбиты Меркурия.

Но светимость звезды уступает солнечной в 350 раз, поэтому условия на планете Глизе 1214 b не сильно экстремальные. Предполагают, что планета на 75% состоит из воды и имеет плотную атмосферу из воды, водорода и гелия, а температура поверхности равна около 200°C. Это делает возможным нахождение здесь воды в необычных состояниях, таких как «супержидкая вода» или «горячий лёд».

6

Железная планета

Существуют и такие планеты, которые обеднены лёгкими элементами вследствие выветривания их солнечным ветром. Обычно такие планеты находятся во внутренних частях планетарных систем. И Солнечная система тому не исключение. Недаром, самая близкая к Солнцу планета Меркурий на 3/4 состоит из железа.

Но железные планеты могут зародиться только у звезд, содержащих в составе своего протопланетного материала немалое количество железа.

Отличает такие объекты одно — высокая платность материи. У них может не наблюдаться тектонической активности и даже не быть магнитного поля (в случаях застывания металлического ядра).

Приведем примеры

✅ CoRoT-7 b

CoRoT-7 b становится рекордсменом нашей статьи, потому как его можно отнести к четырем видам планет в нашей классификации. Он является суперземлей, хтонической, лавовой (об этом ниже) и железной планетой одновременно. Выше мы описывали эту удивительную экзопланету, поэтому идём дальше.

✅ Kepler-10 b

Эта железная экзопланета вращается вокруг своей звезды, очень похожей на наше Солнце, на расстоянии в 20 раз меньшем, чем радиус орбиты Меркурия, поэтому её поверхность разогрета до очень высоких температур (вероятно около 1 550°С). В таких условиях железо находится в жидкой форме, образуя огромный лавовый океан на поверхности, что относит экзопланету также в разряд лавовых, о которых мы расскажем ниже.

Размерами Kepler-10 b в 1,4 раза превосходит Землю, а массой в 4,5 раза.

7

Лавовая планета

Как видно из названия, к этому типу относят планеты, поверхность которых полностью или частично покрыта лавой. В Солнечной Системе таких планет нет, а среди экзопланет сегодня сложно однозначно утверждать о точном составе и условиях на поверхности.

Тем не менее такие планеты однозначно существуют. Даже наша Земля какое-то время была покрыта лавой. Это случилось после серьёзного космического столкновения с другим объектом (предположительно с планетой Тея), в результате которого образовалась Луна.

Кроме космических столкновений, главной причиной образования планет, покрытых лавой, является интенсивный нагрев поверхности родительской звездой. Такие экзопланеты должны быть на очень небольшой орбите, причем они, как правило, являются приливно заблокированными (повернутыми всегда одной стороной к звезде). В этих случаях освещенная сторона планеты намного горячее неосвещенной. И если освещенная сторона может представлять собой расплавленный океан из металлов и минералов, то обратная сторона может иметь ледяные корки, а жидкая лава, при замерзании выпадает каменным дождем.

Некоторые кандидаты в лавовые планеты

✅ CoRoT-7 b

И вновь CoRoT-7 b, ставший постоянным спутником этой статьи. Его описание вы видели выше. Добавим лишь, что температура поверхности планеты оценивается выше 2 500°С, что достаточно для плавления большинства известных металлов и минералов.

✅ Kepler-10 b

Об этой планете мы тоже упоминали в этой статье. Она является железной, и температура на её поверхности по оценкам ученых около 1 550°С.

✅ Kepler-78 b

Как и все предыдущие, этот кандидат в планету, покрытую лавой, очень близко расположен к своей звезде. Ученые до сих пор не могут понять причину такой близости. Kepler-78 b находится в пределах полутора диаметров звезды от неё, орбита планеты в 100 раз меньше орбиты Земли.

Масса Kepler-78 b примерно 1,69—1,85 земных, а её размеры на 17% превышают Землю. Температура поверхности приблизительно составляет 2 100—2 800°C, и скорее всего планета полностью покрыта лавовым океаном.

Интересный факт: Орбита Kepler-78 b медленно уменьшается, и приблизительно через 3 млрд лет планета прекратит своё существование, упав на свою звезду.

8

Двойник Земли

Экзопланеты такого типа должны удовлетворять следующим условиям: планета должна находиться в обитаемой зоне и соответствовать Земле по массе, размерам, составу и температурному режиму. Одним словом, она должна быть похожей на нашу Землю, а также её звезда должна соответствовать нашему Солнцу.

Такие планеты очень редки во Вселенной, а пригодных для жизни (в нашем понимании) среди них ещё меньше. Но одной из главных задач ученых-космологов является поиск двойников Земли.

Сегодня нам известно несколько планет-кандидатов в двойники Земли и они являются предметом исследования ученых. Но ежегодно находятся новые планеты, похожие на Землю.

Международная группа ученых разработала индекс «подобия Земле», который рассчитывается на основании множества данных: размера, массы, облучения, температуры и др. Чем больше характеристик экзопланеты совпадает с земными, тем выше индекс схожести она имеет.

Вот некоторые из кандидатов в двойники

✅ Kepler-452 b

Kepler-452 b приблизительно на 60% больше нашей Земли, хотя точные её характеристики пока неизвестны. Она вращается вокруг звезды, очень похожей на Солнце, делая полный оборот вокруг неё за 385 суток. От нас планета удалена на 1 480 св. лет.

Её орбита лежит в зоне обитаемости, а средняя температура поверхности предположительно -8°C (в том случае, если на планете нет парникового эффекта). С большой долей вероятности поверхность Kepler-452 b состоит из твердых пород, но её ядро вряд ли такое же массивное, как у Земли.

✅ Kepler-186 f

Это одна из нескольких землеподобных планет, которые вращаются вокруг Красного карлика Kepler-186 на расстоянии 492 св. лет от нас.

Точные характеристики массы Kepler-186 f ещё неизвестны, но радиус планеты превышает земной на 13%, это одна из самых близких к Земле экзопланет по радиусу. Находится на расстоянии 0,393АЕ от родительской звезды, что соответствует расстоянию от Меркурия до Солнца. Но из-за того, что светимость звезды составляет 4% от солнечной, экзопланета получает свет, равный 32% от получаемого Землей. Такое положение Kepler-186 f в отношении освещенности примерно соответствует положению Марса в Солнечной системе.

Нахождение Kepler-186 f в зоне обитаемости и высокий индекс похожести на Землю не гарантирует, что планета способна иметь жизнь. Состав, а также атмосфера планеты могут играть большую роль в этом, но в настоящее время узнать эти характеристики не представляется возможным.

✅ Kepler-438 b

Эта экзопланета находится на расстоянии 470 св.лет от нас в созвездии Лира. Её масса пока неизвестна, но размерами она всего на 12% превышает Землю. Её орбита находится во внутренней части зоны обитаемости. Родительская звезда — Красный карлик, который по размерам и массе примерно в 2 раза меньше Солнца. Kepler-438 b удалён от своей звезды на расстояние 0,16АЕ, что примерно в 2 раза меньше, чем расстояние между Меркурием и Солнцем. Из-за такой близости вероятно планета приливно заблокирована, т.е. повернута к звезде всегда одной стороной.

Имея индекс подобия Земле равный 0,88, Kepler-438 b является на сегодня (2018 г.) самой первой в списке двойников Земли. И при этом ученые говорят, что жизнь на этой планете вряд ли может существовать. Родительская звезда с периодом в 100 дней излучает серьёзные вспышки, большие чем солнечные в несколько раз. А близость планеты к звезде делают вспышки крайне опасными для известных форм жизни. Ученые считают, поток космического излучения такой величины мог бы мгновенно уничтожить всё живое на Земле.

9

Пустынная планета

Это тип планет, поверхность которых представляет собой пустыню. А это значит, на поверхности находится твердый грунт, а вода и прочие жидкости не оказывают на климат никакого влияния.

Самым ярким примером пустынной планеты является Марс. Его поверхность представляет собой пустыню, лёд и вода находятся здесь в очень небольших количествах. По оценкам ученых, пустынные планеты могут быть потенциально обитаемы, т.е. теоретически жизнь на них может существовать, причем зона обитаемости для таких планет гораздо шире, чем у «двойников Земли».

Опустыниванию планет могут способствовать разные явления. Например, через много миллионов лет, когда солнечная активность значительно усилится, наша Земля станет пустынной. От высоких температур вода испарится с поверхности, оставив после себя лишь сухую, жаркую пустыню.

К опустыниванию планеты может привести также и снижение температуры, когда вода не может находиться в жидком состоянии и превращается в лед. Но чаще термин «пустынные» применяют к планетам, которые теоретически способны быть обитаемыми, а это значит что холодные каменные и ледяные планеты на большом удалении от звезд не принято называть пустынными.

В настоящее время человечество не имеет достаточно технологий, чтобы точно утверждать, является ли какая-то из известных экзопланет пустынной. Но thebiggest.ru надеется, что в ближайшем будущем классификация подобных объектов не будет представлять особых проблем.

10

Углеродная планета

Это пока гипотетический тип планет, о существовании которых впервые сообщил Марк Кюхнер — американский астрофизик, известный как один из изобретателей кронографа. Наличие таких планет пока не доказано, но с большой долей вероятности они существуют.

Одним из важнейших условий формирования углеродных планет считается наличие большого содержания углерода наряду с небольшим содержанием кислорода в протопланетном диске. Такие условия характерны для звезд, находящихся в центрах галактик.

По мнению ученых, внутри углеродных планет содержится железосодержащее ядро, но их поверхность сильно отличается от привычных нам твердых планет земной группы. В основном поверхность углеродных планет состоит из титана, карбидов кремния и углерода в чистом виде. Если Вы помните, одной из форм чистого углерода являются алмазы. Да, на углеродных планетах возможно нахождение многокилометровых алмазов.

Атмосфера здесь может состоять из диоксида углерода и углеводородов.

Способность углерода создавать полимерные цепочки, которые являются основой всех живых организмов наталкивает на мысль о существовании жизни на подобных планетах. И если она здесь есть, то в условиях малого количества кислорода и воды, жизнь будет иметь совершенно иные формы.

✅ 55 Рака e

Одним из наиболее вероятных кандидатов в углеродные планеты является 55 Рака e, находящаяся в 40,9 св.лет от нас. Вращается она вокруг звезды из двойной системы с красивым названием Коперник. Радиус 55 Рака e в 2 раза превышает Земной, а её масса чуть более 8,5 раза больше земной. Радиус орбиты равен 0,0157АЕ, что более, чем в 20 раз меньше радиуса орбиты Меркурия.

Судя по свежим данным, 55 Рака e содержит в себе много углерода, при этом вода в составе практически отсутствует. Это делает её самым вероятным кандидатом в углеродные планеты.

Было установлено, что планета постоянно обращена одной стороной к звезде. Температура поверхности на дневной стороне составляет 2 400°C, а на ночной стороне поверхность разогрета до 1 500°C, что означает наличие лавового океана на всей площади планеты. Известная нам жизнь в таких экстремальных условиях существовать не может.

11

Безъядерная планета

Последним типом классификации землеподобных экзопланет являются безъядерные планеты. По принятой теории большинство планет содержат ядра. Даже газовые гиганты имеют небольшие каменные или металлические ядра.

Но существует гипотезы, согласно которым некоторые землеподобные планеты могут не иметь металлического ядра. Твердая часть таких планет может состоять только лишь из мантии.

Но найти такую планету будет довольно сложно, по плотности и другим характеристиками она может не отличаться от планеты с ядром. Известно лишь, что планеты, не содержащие металлического ядра, не могут иметь магнитного поля, хотя в случае с экзопланетами обнаружить существование или отсутствие магнитного поля не представляется возможным.

Заключение

Вот мы и познакомились с десятью типами землеподобных планет. Возможно, скоро список сможет пополниться новыми экзотическими планетами, о которых мы ещё не знаем.

Примечание редактора: эта статья была обновлена с момента её первоначального опубликования в марте 2018 года.

Новый тип инопланетной планеты — парящий «водный мир»

GJ1214b, показанный художником, представляет собой суперземлю, вращающуюся вокруг красного карлика в 40 световых годах от Земли. Новые наблюдения с космического телескопа Хаббл НАСА/ЕКА показывают, что это водный мир, окутанный плотной паровой атмосферой. GJ 1214b представляет собой новый тип планет, не похожий ни на что в Солнечной системе или любой другой известной в настоящее время планетной системе.
(Изображение предоставлено НАСА, ЕКА и Д. Агиларом (Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики))

Ученые открыли новый тип чужой планеты — водяной мир, который больше Земли, но меньше Урана.

Знаменосец этого нового класса экзопланет называется GJ 1214b, которую астрономы впервые обнаружили в декабре 2009 года. Новые наблюдения космического телескопа Хаббла НАСА показывают, что GJ 1214b представляет собой водянистый мир, окруженный густой паровой атмосферой.

«GJ 1214b не похож ни на одну из известных нам планет», — говорится в заявлении ведущего автора исследования Захори Берты из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс. «Огромная часть его массы состоит из воды».

Добавление к разнообразию

На сегодняшний день астрономы открыли более 700 планет за пределами нашей Солнечной системы, и еще около 2300 «кандидатов» ожидают подтверждения последующими наблюдениями.

Эти чужие планеты представляют собой разнообразную группу. Астрономы обнаружили, что одна планета такая же легкая и воздушная, как пенополистирол, например, а другая такая же плотная, как железо. Они обнаружили несколько инопланетных миров, вращающихся вокруг двух солнц, например, родную планету Люка Скайуокера Татуин в фильмах «Звездные войны». [Самые странные инопланетные планеты]

Но GJ 1214b, который расположен в 40 световых годах от Земли в созвездии Змееносца (Змееносца), — это нечто совершенно новое, говорят исследователи.

Эта так называемая «суперземля» примерно в 2,7 раза больше диаметра Земли и весит почти в семь раз больше, чем наша родная планета. Он вращается вокруг красного карлика на расстоянии 1,2 миллиона миль (2 миллиона километров), что дает расчетную температуру его поверхности 446 градусов по Фаренгейту (230 градусов по Цельсию) — слишком жарко для жизни, какой мы ее знаем.

Ученые впервые сообщили в 2010 году, что атмосфера GJ 1214b, вероятно, состоит в основном из воды, но их выводы не были окончательными. Берта и его команда использовали широкоугольную камеру Хаббла 3, чтобы развеять сомнения.

Хаббл наблюдал за тем, как GJ 1214b проходил перед своей родительской звездой, и ученые смогли определить состав атмосферы планеты на основе того, как она фильтрует звездный свет.

«Мы используем Хаббл для измерения инфракрасного цвета заката в этом мире», — сказала Берта. «Измерения Хаббла действительно склоняют чашу весов в пользу насыщенной атмосферы».

Берта и его коллеги сообщают о своих результатах онлайн в Astrophysical Journal.

Водяной мир

Поскольку астрономам известны масса и размер GJ 1214b, они могут рассчитать ее плотность, которая составляет всего 2 грамма на кубический сантиметр (г/см3). Плотность Земли 5,5 г/см3, а воды 1 г/см3. Таким образом,

GJ 1214b содержит гораздо больше воды, чем Земля, и гораздо меньше камней. Внутренняя структура чужой планеты, вероятно, сильно отличается от нашего мира.

«Высокие температуры и высокое давление будут формировать экзотические материалы, такие как «горячий лед» или «сверхтекущая вода», вещества, совершенно чуждые нашему повседневному опыту», — сказала Берта.

GJ 1214b, вероятно, сформировалась дальше от своей звезды, где было много водяного льда, а затем давным-давно мигрировала к своему нынешнему местоположению. В процессе он испытал бы более земные температуры, но как долго длилась эта благотворная фаза, неизвестно, говорят исследователи.

Поскольку GJ 1214b находится так близко к Земле, это главный кандидат для изучения с помощью будущих инструментов. По словам исследователей, космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба, который планируется запустить в 2018 году, сможет еще лучше изучить атмосферу планеты.

Следите за новостями космической науки и исследований SPACE.com в Твиттере @Spacedotcom и на Facebook .

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Space.com — главный источник новостей об исследованиях космоса, инновациях и астрономии, ведающий хроникой (и отмечающий) продолжающееся расширение человечества за последние рубежи. Первоначально основан в 1999, Space.com был и всегда был страстью писателей и редакторов, которые являются фанатами космоса, а также подготовленными журналистами. Наша текущая команда новостей состоит из главного редактора Тарика Малика; Редактор Ханнеке Вейтеринг, старший космический писатель Майк Уолл; старший сценарист Меган Бартельс; Старший писатель Челси Год, старший писатель Тереза ​​Пултарова и штатный писатель Александр Кокс, специализирующиеся на электронной коммерции. Старший продюсер Стив Спалета наблюдает за нашими космическими видео, а Дайана Уиткрофт является нашим редактором социальных сетей.

ГДж 1214 | Архив экзопланет НАСА

GJ 1214
0,22
Р _⦿
3250.00
К

Обзор

Заметки

Системные параметры

Вспомогательный

Ближайшие данные

Легенда

Архитектура

ГДж 1214

ГДж 1214

ГДж 1214 б

Другие данные

Библиография
23

Заметки об экзопланетном архиве
3

Ближайшие данные
3

Данные обнаружения

Хозяин	планета	Метод	Год	Ссылка	Расположение
ГДж 1214	ГДж 1214 б	Транзит	2009 г.	Шарбонно и др. 2009 г.	Подтвержденная планета

Заметки из архива экзопланеты
(3)

+
−

ГДж 1214 б

• Значение равновесной температуры, взятое из таблицы 5, соответствует альбедо Бонда = 0 в исх.
  (Кундурти и др., 2011 г.)
• Орбитальный эксцентриситет масштабируется до 1 сигмы.
  (Шарбонно и др., 2009 г.)
• Значения взяты из Таблицы 2, решение «LD Prior» в исх.
  (Берта и др., 2012 г.)

Параметры звезды GJ 1214
(16 решений)

+
−

РА

17ч25м19.54с

декабрь

+04д57м38.45с

Расстояние

14,6427±0,0372 шт.

Параллакс

68,265300±0,172281 мсек. дуги

Эклиптическая широта

27,

град.

Эклиптическая долгота

257,38635 град.

Галактическая широта

23,60704 град.

Галактическая долгота

26,16217 град.

Общее правильное движение

948,0511007±0,3416955 мас.ч./год

Правильное движение (RA)

580,447000±0,479398 мсек/год

Правильное движение (декабрь)

-749,588000±0,221265 мсек. дуги/год

Фотометрия

м _В

15,1±0,2

м _ТЭСС

11,5810000±0,0074579

м _Дж

9,750±0,024

м _В

9,094±0,024

м _Кс

8,782±0,020

м _Ш1

8,598±0,023

м _W2

8,442±0,021

м _Ш3

8,254±0,024

м _Ш4

8,084±0,236

м _IC

11,52±0,1

м _Гайя

13,008900±0,001061

Инструменты

Страница обзора цели ExoFOP

Таблица результатов IRSA

Источник	Клотье и др. 2021	TICv8	Гайя ДР2	Гиллон и др. 2014	Нарита и др. 2013	Харпсё и др. 2013	Берта и др. 2012	Бин и др. 2011	Кролл и др. 2011	Берта и др. 2011	Картер и др. 2011	Картер и др. 2011	Кундурти и др. 2011	Сада и др. 2010	Шарбонно и др. 2009 г.	Хоули и др. 1996 г.
Т эфф (К)	3250±100	3074,0±157,0	3438.0525+437.5080-152.0520	3250±100	3000	3026±150	3026	3026	3000	—	—	3170±23	2949+27-32	—	3026±130	—
Л ✶ (лог 10 (Л ⦿ ))	-2,3+0,1-0,1	-2,4313+0,1024-0,1343	—	-2,31+0,06-0,06	—	—	—	—	—	—	—	—	-2,6+0,1-0,1	—	-2,484 +0,056-0,064	—
металличность (внешний)	0,29±0,12 [Фе/ч]	—	—	0,1±0,1 [Фе/ч]	—	0,39±0,15 [Фе/ч]	0 [м/ч]	0 [м/ч]	—	—	—	0 [Фе/ч]	—	—	—	—
ρ ✶ (г/см 3 )	25,4+3,5-3,0	26. 2020447±0,5127087	—	22,89±0,65	—	—	—	—	—	25,2±1,2	24,1±1,7	38,4±2,1	23,29+0,92-1,55	—	23,9±2,1	—
М ✶ (М ⦿ )	0,178±0,010	0,1836070±0,0200799	—	0,176±0,009	—	0,150±0,011	—	—	—	0,157±0,019	0,157±0,012	0,156±0,006	0,153+0,010-0,009	—	0,157±0,019	—
Р ✶ (Р ⦿ )	0,215±0,008	0,2145720±0,0064456	—	0,2213±0,0043	—	0,216±0,012	0,201+0,004-0,003	0,21	—	0,2064 +0,0086-0,0096	0,210±0,007	0,179±0,006	0,210+0,005-0,004	0,201+0,010-0,005	0,2110±0,0097	—
бревно г (лог 10 (см/с 2 ))	5,026±0,040	5,038810±0,021587	—	4,994±0,012	5,0	4,944±0,013	5	5,0	5,0	—	4,99±0,04	5,12±0,01	4,94+0,22-0,26	—	4,991±0,029	—
Сп. Т	М4 В	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	М4,5
P гниль (дней)	124,7+5,0-4,8	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
в грех я (км/с)	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	2. 0	—	—	<2,0	—
γ (км/с)	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	-21,1±1,0	—
Возраст (Гр)	—	—	—	—	—	—	—	—	—	>3	—	—	—	—	—	—

GJ 1214 b Планетарные параметры
(16 решений)

+
−

Статус

Подтвержденная планета

Обнаружено

Радиальная скорость, транзит

Инструменты

Служба прогнозирования транзита

Транзитная спектроскопия

4±0,000027

Источник	Клотье и др. 2021	Кокори и др. 2022	Касерес и др. 2014	Гиллон и др. 2014	Крейдберг и др. 2014	Нарита и др. 2013	Харпсё и др. 2013	Берта и др. 2012	де Моой и др. 2012	Бин и др. 2011	Берта и др. 2011	Кундурти и др. 2011	Картер и др. 2011	Картер и др. 2011	Сада и др. 2010	Шарбонно и др. 2009 г.
а/р ✶	14,85±0,16	—	14,9749	—	15.23	14,9749	14,0+0,8-0,7	15,31+0,21-0,29	14,9749	14,9749	14,93±0,24	14,54+0,19-0,33	14,71 +0,37-0,33	14,71 +0,37-0,33	—	14,66±0,41
Т экв. (К)	596±19	—	—	604±19	—	—	—	—	—	—	—	547+7-8	—	—	—	555
б	0,325±0,025	—	—	0,385±0,022	—	—	—	0,19+0,08-0,11	0,27729	—	0,313 +0,046-0,061	0,41+0,04-0,03	—	—	0,175+0,181-0,175	0,354 +0,061-0,082
М р (М ⨁ )	8,17±0,43	—	—	—	—	—	6,26±0,86	—	—	—	—	6,37±0,87	6,45±0,91	6,43±0,86	—	6,55±0,98
М р (М Юп )	0,0257±0,0014	—	—	—	—	—	0,0197±0,0027	—	—	—	—	0,0200±0,0027	0,020±0,003	0,020±0,003	—	0,021±0,003
и (градус)	88,7±0,1	—	88,94	—	89,1	88,94	88,17±0,54	89,3+0,4-0,3	—	88,94	88,80 +0,25-0,20	88,39+0,14-0,21	90 +0,0-1,5	90 +0,0-1,5	—	88,62 +0,35-0,28
P (дней)	1,58040433±0,00000013	1,58040454±0,00000004	1,580404938±0,000000090	1,58040417±0,00000022	1. 58040464894	1.58040481	1,58040456±0,00000016	—	1.580408346	1,58040481±0,00000012	1,58040490±0,00000033	1,58040487±0,00000067	1,58040482±0,00000024	1,58040482±0,00000024	1,5804043±0,0000005	1,5803925±0,0000117
р (г/см 3 )	2,20+0,17-0,16	—	—	—	—	—	1,49±0,33	—	—	—	—	1,68±0,23	1,89±0,33	3,03±0,50	—	1,870±0,400
Р р (Р ⨁ )	2,742+0,050-0,053	—	—	—	—	—	2,85±0,20	—	—	—	2,64±0,13	2,74+0,06-0,05	2,65±0,09	2,27±0,08	2,61+0,30-0,11	2,678±0,13
Р р (Р Юп )	0,2446+0,0045-0,0047	—	—	—	—	—	0,254±0,018	—	—	—	0,24±0,01	0,244+0,005-0,004	0,236±0,008	0,203±0,007	0,233+0,027-0,010	0,239±0,012
R p / R ✶	—	—	—	—	—	—	—	0,1160±0,0005	—	—	0,1171±0,0010	0,1195+0,0008-0,0004	0,1161±0,0048	0,1161±0,0048	—	0,1162±0,00067
Т С (дней)	2455701. 413328+0,000066-0,000059	2455881,579310±0,000022	2454934,	2454980,74900±0,00010	2454966.52488	2454966,525227±0,000067	2455320,535733±0,000021	—	2455426.42274	2454966,525123±0,000032	2454966,525042±0,000065	—	2454980,7487955±0,000045	2454980,7487955±0,000045	2454964, ±0,00006	2454964,8±0,000403
К (м/с)	14,36±0,53	—	—	—	—	—	12,2±1,6	—	—	—	—	—	12,2±1,6	12,2±1,6	—	12,2±1,6
Т 14 (часы)	—	—	—	—	—	—	—	0,8688±0,0029	—	—	0,869±0,004	—	0,8788 +0,0082-0,0058	0,8788 +0,0082-0,0058	—	—
и	<0,063	—	0	—	0	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	<0,14
ω (град)	—	—	0	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
	0,01490±0,00026	—	—	—	—	—	0,01411±0,00032	—	—	—	—	—	—	—	—	—
	21,0+2,7-2,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—

Дополнительная информация
(3 уникальных файла)

+plus;
−

Литература Звездные спектры
(2 файла)

Тип файла	Тип спектра	Категория длины волны	Ссылка
Спектры	эшелле решетка	Инфракрасный	Кроссфилд и др. 2011
Спектры	эшелле решетка	Инфракрасный	Кроссфилд и др. 2011

Временные ряды литературы
(1 тип файла, 1 файл)

Тип файла	Точки данных	Фильтр	Ссылка
Кривая радиальной скорости	27	Оптические спектры	Шарбонно и др. 2009 г.

Ближайшие данные
(3 типа данных в пределах 30 угловых секунд)

+
−

Известные объекты

1
Подтвержденные планеты

3
Каталог точечных источников 2MASS

Файлы данных

1
Связанные литературные данные

Библиография
(23 ссылки)

+плюс;
−

• 
  Проект ЭкзоЧасы. II. Крупномасштабное комплексное исследование 180 обновленных эфемерид экзопланет
  
  
  Кокори и др. 2022
• 
  Более точная масса GJ 1214 b и частота многопланетных систем вокруг карликов среднего размера
  
  
  Клотье и др. 2021
• 
  Пересмотренный каталог входных данных TESS и список целей-кандидатов
  
  
  TICv8
• 
  Выпуск данных Gaia 2
  
  
  Гайя DR2
• 
  Наземные транзитные наблюдения суперземли GJ 1214 b
  
  
  Касерес и др. 2014
• 
  Поиск пригодной для жизни планеты земной группы, проходящей через ближайший красный карлик GJ 1214
  
  
  Гиллон и др. 2014
• 
  Все выпуски данных WISE
  
  
  Кутри и др. 2014
• 
  Облака в атмосфере суперземной экзопланеты GJ1214b
  
  
  Крейдберг и др. 2014
• 
  IRSF SIRIUS JHK _s Одновременная транзитная фотометрия GJ 1214b
  
  
  Нарита и др. 2013
• 
  Транзитная система GJ1214: высокоточные наблюдения транзитов с расфокусировкой и поиск свидетельств изменения времени прохождения
  
  
  Harpsøe et al. 2013
• 
  Плоский спектр передачи суперземли GJ1214b с широкоугольной камеры 3 на космическом телескопе Хаббла
  
  
  Берта и др. 2012
• 
  Наблюдения транзита сверхземли GJ 1214b от оптического до ближнего инфракрасного диапазона: водный мир или мини-Нептун?
  
  
  де Муий и др. 2012
• 
  Спектр пропускания в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах суперземли GJ 1214b: еще одно свидетельство богатой металлами атмосферы
  
  
  Бин и др. 2011
• 
  Спектроскопия широкополосного пропускания суперземли GJ 1214b предполагает наличие атмосферы с низким средним молекулярным весом
  
  
  Кролл и др. 2011
• 
  Дифференциальная спектроскопия пропускания в ближней инфракрасной области с высоким разрешением GJ 1214b
  
  
  Кроссфилд и др. 2011
• 
  Система суперземли GJ1214: звездная переменность, новые транзиты и поиск дополнительных планет
  
  
  Берта и др. 2011
• 
  Проект «Транзитная кривая блеска». XIII. Шестнадцать транзитов суперземли GJ 1214b
  
  
  Картер и др. 2011
• 
  APOSTLE Наблюдения за GJ 1214b: параметры системы и свидетельства звездной активности
  
  
  Кундурти и др. 2011
• 
  Недавние транзиты суперземли экзопланеты GJ 1214b
  
  
  Сада и др. 2010
• 
  Суперземля проходит мимо ближайшей маломассивной звезды
  
  
  Шарбонно и др. 2009 г.
• 
  Каталог точечных источников всего неба 2MASS
  
  
  Каталог точечных источников 2MASS
• 
  Пересмотренные координаты и собственные движения звезд в Полусекундном каталоге Люйтена
  
  
  Бакос и др. 2002 г.
• 
  Спектроскопический обзор ближайших звезд Palomar/MSU. II. Южные М-карлики и исследования магнитной активности.
  
  
  Хоули и др. 1996 г.

Легенда

+
−

Система

Звезда

Подтвержденный

Кандидат

Ложноположительная планета

Спорный

Ложный положительный результат

Псевдонимы

Доступ к данным

Служба прогнозирования транзита

Временные ряды

Кеплер | К2

внешняя ссылка

Поиск

Просматривать

Скачать

Исследование обитаемости Gliese 1214b

Введение

Если землянин когда-нибудь столкнется с внеземной жизнью, у нас будет одна общая черта. Мы и любая жизнь, с которой мы свяжемся, сложная или нет, возникла на планете. Жизнь не может существовать на звезде или внутри нее из-за экстремальных условий, а также не может существовать на газовых или ледяных гигантах. Жизнь, вероятно, не может и не существует на астероидах или на них, и даже если бы она существовала, современные методы обнаружения далеко не достаточно сильны, чтобы обнаруживать или изучать астероиды по всей галактике. Астрономы не ищут жизнь в черных дырах, солнечных туманностях или сверхновых по очевидным причинам. Поиски жизни почти полностью сосредоточены на планетах, состоящих в основном из воды или камня. Изучая эти миры, ученые надеются найти жизнь, а если не просто планетарную науку.

Обнаружение

16 декабря 2009 года проект MEarth подтвердил обнаружение экзопланеты, вращающейся вокруг близлежащего красного карлика Глизе 1214. Планета, названная Глизе 1214b, Глизе говорит нам, что планета вращается вокруг звезды. в трехзвездной системе Глизе число указывает на главную звезду, вокруг которой она вращается в звездной системе Глизе, а буква указывает, какая это планета. Его родительская звезда Глизе 1214 расположена в непосредственной близости от нас в галактике Млечный Путь. Gliese 1214b находится на расстоянии сорока двух световых лет от Земли в созвездии Змееносца.

Проект MEarth обнаружил Gliese 1214b методом транзита. Чтобы использовать этот метод, точка наблюдения должна быть немного смещена, чтобы наблюдать планетарное затмение родительской звезды. Когда Gliese 1214b прошла перед Gliese 1214, инструменты зафиксировали падение общей светимости родительских звезд на 1,50 %.

Зафиксировав телескопы на этой звезде, проект MEarth исключил возможность того, что такое падение было вызвано астероидом или кометой, когда тридцать восемь часов спустя они обнаружили такое же снижение общей яркости. Используя только методы обнаружения транзита, проект MEarth определил период обращения Gliese 1214b, а затем его орбитальную скорость, массу и большую полуось.

Планетарные метрики и состав

Глизе 1214b вращается вокруг Глизе 1214 на расстоянии 0,0140 астрономических единиц и совершает полный оборот за 38 часов. Он в 6,36 раза больше массы Земли, а его радиус в 2,69 раза больше земного. Будучи больше, чем Земля и другие планеты земной группы, но меньше, чем ледяные гиганты нашей Солнечной системы, Нептун и Уран, она характеризуется как Суперземля. Такой размер вызывает вопросы о составе, на которые в 2009 году у ученых не было достаточных доказательств для ответа.

Первоначально ученые предположили, что он состоит в основном из воды, но это не подтвердилось. Кроме того, используя его массу и радиус, ученые рассчитали его плотность и обнаружили, что он плотнее воды и составляет 5,0 г/куб.см. Недавние исследования подтверждают эти утверждения и открывают интересные возможности относительно пригодности планеты для жизни. Gliese 1214b на самом деле состоит из воды и имеет густую атмосферу водяного пара. Атмосфера была обнаружена с помощью эффекта Рэлея. Когда ученые запускали модели, используя его наблюдаемый радиус, и сравнивали их с реальными наблюдениями, они отличались. Они определили, что происхождение этой разницы было вызвано большим радиусом, чем считали ученые ранее. Эта разница должна быть результатом высокой атмосферы.

Диаграммы эффекта Рэлея.

http://www.naoj.org/Pressrelease/2013/09/03/

Плотная водянистая атмосфера

Плотная атмосфера1 оказывает невероятное давление на поверхность Глизе1. Кроме того, температура поверхности оценивается в диапазоне 393-555 К. Приведенные ниже расчеты подтверждают чрезвычайно высокие температуры поверхности Gliese 1214b.

При таких высоких температурах и высоком давлении вода не может существовать на поверхности в виде жидкости. Поэтому жизнь, подобная жизни на Земле, не может существовать на поверхности Gliese 1214b. Но жизнь может существовать в его водном ядре, подобно возможности существования жизни в подповерхностном океане на спутнике Юпитера Европе.

Условия существования сверхтекучей воды.

http://web.mit.edu/newsoffice/2012/superfluid-phase-transition-0118.html

            Поскольку Gliese 1214b находится относительно близко к Земле, это дает возможность для дальнейшего изучения ее атмосферы и внутреннего состава, что повысит точность наших оценок и знаний о его поверхности и внутренних условиях. В настоящее время ученые предполагают наличие на его поверхности «горячего льда», «сверхтекучей воды» и «плазменной воды». Жизнь, как и жизнь на Земле, не может существовать или развиваться в этих экстремальных фазах воды. Такую возможность нельзя исключать, потому что какой-то вид термофила может выдержать изнурительную температуру и высокое давление на своей поверхности или в глубинах океана.

Хотя это кажется невозможным, потому что при таких высоких температурах разрушается сложный химический состав, необходимый для жизни. Без образования химических связей жизнь любого рода просто не может возникнуть.

Это не исключает возможности жизни полностью. Под поверхностью температура может быть ниже, поэтому может существовать жидкая вода. Открытие и подтверждение наличия подповерхностного океана, состоящего, по крайней мере, в основном из жидкой воды, значительно увеличило бы вероятность существования жизни на Глизе 1214b.

Ледяное происхождение мигрирующей планеты

Наличие жидкой воды является аномалией из-за ее непосредственной близости к родительской звезде. Глизе 1214b — это такая большая планета, состоящая примерно на 75,0% из воды. Поэтому маловероятно, что столкновения с астероидами и кометами обеспечили всю воду Gliese 1214b. Небулярная теория формирования Солнечной системы не учитывает большую полуось Gliese 1214b в 0,0140 а.е. Астрономы предполагают, что Gliese 1214b, должно быть, образовался за пределами линии промерзания как ледяная планета, что объясняет наличие воды. Затем они предполагают, что он постепенно мигрировал внутрь, растапливая лед и, таким образом, объясняя присутствие жидкой воды.

Его исходное положение и последующая миграция внутрь препятствовали формированию условий, которые могли быть пригодны для жизни. Когда было холодно, обитаемость была невозможна. Эти непригодные для жизни условия должны были сохраняться до тех пор, пока он не достиг своей окончательной стабильной орбиты. На своей текущей орбите Gliese 1214b находится за пределами обитаемой зоны. Внутренняя граница обитаемой зоны Gliese 1214 составляет 0,05 а.е. от звезды, а ее внешняя граница — 0,08 а.е. от звезды. Используя отношение светимости Gliese 1214b к светимости Солнца, я рассчитал эти границы.

Хотя Gliese 1214b находится за пределами обитаемой зоны, на нем все еще может быть жизнь. Этот факт просто исключает возможность существования жидкой воды на поверхности, но она может существовать где-то еще на планете.

Жизнь может существовать и могла существовать с момента зачатия Gliese 1214b в подповерхностном океане, защищенном от ударов толстой ледяной коркой. Миграция еще больше сбивает с толку маловероятность разумных сложных существ, существующих на Глизе 1214b. Под его поверхностью может существовать простая микробная жизнь. Это возможно, но невероятно мало из-за сильной жары и давления, оказываемых на планету плотной атмосферой водяного пара.

Тот факт, что на Глизе 1214b не сохранилась жизнь, не сводит на нет его научную значимость. Астрономы и ученые одинаково воодушевлены возможностью изучить его атмосферу и попытаться определить причины его внутренней миграции. Этот «парящий водный мир» дает прекрасную возможность бросить вызов и укрепить нашу теорию формирования Солнечной системы и планетарную науку. Его близость к Земле гарантирует, что такие исследования и полученные в результате открытия станут частью ближайшего научного будущего.

Библиография

«Астрономы нашли мир с густой негостеприимной атмосферой и ледяным сердцем | ЭСО». www.eso.org . Европейская южная обсерватория, 16 декабря 2009 г. Интернет. 22 октября 2013 г.

Беннетт, Джеффри О., Г. Сет. Шостак и Брюс М. Якоски. Жизнь во Вселенной . 3-е изд. Сан-Франциско, Калифорния: Аддисон Уэсли, 2003. Печать.

«Глизе 1214». Открытый каталог экзопланет . Массачусетский технологический институт, нд Веб. 17 октября 2013 г.

«GJ 1214 B». Википедия . Фонд Викимедиа, 13 сентября 2013 г. Интернет. 22 октября 2013 г.

Хадхази, Адам. «Суперземля или мини-Нептун? Новая техника исследования обитаемости экзопланет». Space.com . Np, 4 октября 2013 г. Интернет. 22 октября 2013 г.

«Новый тип инопланетной планеты — парящий «водный мир»» Space.com . Np, 21 февраля 2012 г. Интернет. 22 октября 2013 г.

«Наблюдения показывают, что суперземля GJ 1214 B имеет богатую водой атмосферу». SciTech Daily . Np, 4 сентября 2013 г. Интернет. 22 октября 2013 г.

Рэлеевское рассеяние (физика)». Британская энциклопедия онлайн . Британская энциклопедия, 17 октября 2013 г. Интернет. 22 октября 2013 г. /Rayleigh-scattering?sections=49248>.

Зольфагарифард, Элли. «Суперземля в 40 световых годах от нас «богата водой с густой паровой атмосферой», подтверждают японские астрономы». Электронная почта . Np, 5 сентября 2013 г. Интернет. 22 октября 2013 г. .

G 139-21 / GJ 1214

GJ 1214 — тусклый красный карлик, подобный Gliese 623 A (M2.5V)
и B (M5.8Ve) внизу справа. (А
2МАСС Опрос
изображение

г.
GJ 1214 может стать доступным на
Звезда НАСА
и база данных экзопланет. )

Экстренные новости

21 февраля 2012 года астрономы с помощью
Космический телескоп Хаббл
объявили, что они получили убедительные подтверждающие доказательства того, что GJ 1214 b, скорее всего, имеет водянистую атмосферу, основанную на анализе ее цветов в инфракрасном свете. Они изучали планету, когда она проходила перед своей звездой-хозяином, чтобы наблюдать за светом звезды, который фильтруется через атмосферу планеты, что дало ключ к разгадке ее смеси атмосферных газов.
Различая парную и туманную атмосферу, они обнаружили, что спектр GJ 1214 b не имеет особенностей в широком диапазоне длин волн (или цветов), что наиболее соответствует плотной атмосфере водяного пара при расчетной температуре 450 градусов по Фаренгейту. , или 230 градусов по Цельсию (Хаббл
Новости
выпускать; и CfA
выпуск новостей).

Дэвид А. Агилар,
CfA

Большой и
гигантские иллюстрации.

Планета, GJ 1214 b, вероятно
имеет атмосферу из
скорее пар, чем густые облака
или дымки
(более).

11 марта 2011 г. группа астрономов, использующих старые
данные наблюдений НАСА в инфракрасном диапазоне
Спитцер космический
телескоп с более новыми данными, которые они собрали через
в
MЗемля
Проект представил документ, подтверждающий, что «теплый»
суперземля GJ
1214 b не имеет атмосферы, состоящей из внешней
газовый слой водородо- и гелиеподобный
Уран или
Нептун, с высоким
статистическая достоверность (более 99,99%). Команда
также смог обеспечить лучшую поддержку для своих более ранних
вывод о том, что атмосфера планеты, вероятно,
«преобладают» элементы тяжелее водорода и гелия
с массовой долей воды более 10 процентов воды
пара (с достоверностью более 99,7%), но, возможно,
более 50 процентов (достоверность 68 процентов). С другой
стороны, они также подсчитали, что планета
равновесие
температура должна быть около 282 по Цельсию или 539по Фаренгейту (555 кельвинов). Используя данные двух последовательных
транзитов планеты b по своей родительской звезде, причем
команде не удалось обнаружить присутствие других планет в
система GJ 1214 из-за их гравитационного влияния
на орбите планеты b через

(Пустыня
и др. , 2011 г.; а также
Джон
Voisey, Universe Today , 15 марта 2011 г.).

Луис Калада,
ЕСО

Большой и
гигант
анимационные слайды.

Планета GJ 1214 b имеет
атмосфера, которая либо
преобладают паровые или крытые
густыми облаками или мглой
(более).

1 декабря 2010 года группа астрономов объявила результаты
первый анализ атмосферы суперземной планеты,
GJ 1214 b, используя
Европейская южная обсерватория
Очень
Большой Телескоп. Атмосфера планеты была проанализирована, когда
он прошел перед своей звездой-хозяином, когда часть ее инфракрасного
свет прошел через атмосферу планеты. На основе
имеющихся данных, астрономы пришли к выводу, что планета
атмосфера – это либо тонкий, но плотный слой, богатый водяным паром
или толстый слой высоких облаков или дымки,
похожие на те, что наблюдаются в атмосфере
Венера и
Титан в Солнечном
Система. Пухлая оболочка из водородно-гелиевого газа, как у
Уран или
Нептун исключен,
если он не покрыт высоким облачным слоем ядовитых
углеводороды (ESO
Нажмите
выпускать; НАСА/Лаборатория реактивного движения
Новости
выпускать; а также
Бин
и др. , 2010).

Обзор системы

Сейчас обычно называют
GJ 1214, эта тусклая звезда находится примерно в 42,1 световых годах от Солнца.
Он расположен в восточной центральной части (17:15:18.9+4:57:49.7, ICRS 2000.0) Созвездия.
Змееносец,
Держатель Змея — к юго-западу от
Чебалраи
и Мулифен
(Бета и Гамма Змееносца соответственно), к югу от
Расалхаг
(Альфа Змееносца), к юго-востоку от Каппы и Лямбды Змееносца
(Марфик),
к северо-востоку от шарового скопления
М12 (NGC 6218),
Йед
Приор (Дельта Змееносца) и
Йед
Задний (Эпсилон Змееносца), к северу от шарового скопления
М14 и
к северо-западу от Му и Ну Змееносца. Как и другие красные карлики,
однако это не видно невооруженным глазом.

Оцифрованный обзор неба 2,
ESO

Большой и
jumbo
анимационных слайдов.

Полевой снимок вокруг GJ 1214,
очень тусклый красный карлик
не видно с голым
глаз
(более).

Высокое собственное движение этой звезды было обнаружено во время
Лоуэлл
Исследование собственного движения в северном полушарии, начатое в 1957 г.
по
Генри Ли Гиклас
(1910-2007),
Роберт
Бернхэм-младший (1931–93) и
Норманн
Г. Томас в обсерватории Лоуэлла
и обозначен как G 139-021 в каталогах Giclas собственных слабых
движущиеся звезды
(Гиклас и др.,
1971). Он также был включен в 1979 г.
Луйтен
Каталог полсекунды как LHS 3275
Виллем
Джейкоб Луйтен (1899–1994).
Звезда была добавлена ​​в обновленный в 1979 году каталог Gliese.
Ближайшие звезды (CNS, сейчас
база данных АРИКНС)
Вильгельм Глизе (1915-93) и
Хартмут
Ярайс
(Глизе
и Jahreiss, 1979) как GJ 1214.

Луис Калада,
ESO

Большой и
гигант
анимационные слайды.

Вероятная горячая «паровая планета»,
с массой около 6,6 земной массы
и примерно в 2,6 раза больше, чем на Земле
диаметр, имеет «факельную» орбиту
около 1214 ГДж
(более).

16 декабря 2009 г., группа астрономов объявила
открытие
суперземля
на внутренней орбите с помощью
«транзит
метод» планетарного обнаружения с использованием «флотилии
наземные телескопы не крупнее многих любительских
у астрономов на заднем дворе» как часть
MЗемля
Проект (CfA
Новости
выпускать). С (пересмотренным) диаметром в 2,63 0,11 раза больше, чем у Земли,
по оценкам, масса планеты составляет около 6,6 массы Земли.
измерения лучевой скорости с помощью
ЕСО
3,6-метровый телескоп и его
АРФЫ
спектрограф) (ESO
Нажмите
выпускать;
Бин
и др., 2010 г.; Шарбонно
и др. 2009 г.;
Джеффри
Марси, 2009 г .;
Роджерс и
Сигер, 2009 г.;
Деннис
До свидания, New York Times , 16 декабря 2009 г .; а также
Иван
Seminuik, New Scientist , 16 декабря 2009 г. (подробнее ниже).

————————————————————-
[Руководство]
—
[Увеличить]
————————————————————-

…

…

…

…

…

33

	Орбитальный Расстояние (a=AUs)	Орбитальный Период (P=лет)	Орбитальный Эксцентриситет (e)	Орбитальная Наклонение (i=градусы)	Масса (Земли)	Диаметр (Земли)	Плотность (Земля)	Поверхность Гравитация (Земля)	Металличность (Солнечная)
GJ 1214	0,0	. ..	…	…	52 000	23	…	…	… …	…	…	… …	…	…	…	…	…	…	…
Планета «B»	0,014	0,0043	88,6	~ 6,6	~ 2,6	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…
Внутренний Г.З. Край?	0,057	0,034	0,0	…	…	…	…	…	…
Внешний край ГЦ?	0,110	0,092	0,0	…	…	…	…	…	…

Звезда

GJ 1214 — крутой и тусклый главный эпизод.
красный
карлик спектрального класса и класса светимости M4.5 V
(НАСА
База данных звезд и экзопланет, основанная на
Хоули
и др., 1996).
Звезда имеет 15,7 1,9 процента массы Солнца,
21,1 (0,97 % от его диаметра и менее 0,02 % от его визуального и более
0,328 процента его болометрической светимости
(Роджерс и
Сигер, 2009). Возраст GJ 1214 составляет около шести миллиардов лет.
Некоторые другие полезные обозначения звездного каталога включают:
GJ 1214, G 139-21, LHS 3275, USNO 256 и 2MASS J17151894+0457496.

Дэвид
Агилар,
CfA

Большой и
гигант
иллюстрации.

GJ 1214 — красный карлик с
одна известная планета в горячем внутреннем
орбита, за пределами даже внутреннего края
ближней обитаемой звезды
зона, как ее представлял себе Агилар с
два гипотетических
луны
(более).

Жилая зона

Со спектральным классом М4 Росс 128
можно использовать как грубый прокси для GJ 1214 (M 4.5). Согласно с
расчеты, выполненные для
НАСА
База данных звезд и экзопланет, расстояние от Росс 128, где
Скалистая планета земного типа может иметь жидкую воду на своей поверхности
оценивается между 0,06 и 0,11 а.е.
орбитальное расстояние Меркурия в
Солнечная система.
В таком диапазоне расстояний от звезды такая планета имела бы
«год» всего от 13 до 34 дней.

Планета «б»

16 декабря 2009 года группа астрономов
(включая Дэвида Шарбонно,
Захори К. Берта,
Джонатан Ирвин,
Кристофер Дж. Берк,
Филип Нуцман,
Ларс А. Бучхаве, Кристоф Ловис, Ксавьер Бонфис,
Дэвид В. Лэтэм,
Стефан Удри,
Рут А. Мюррей-Клэй,
Мэтью Дж. Холман,
Эмилио Э. Фалько,
Джошуа Н. Винн,
Дидье Кело,
Франческо Пепе,
Мишель Майор, Ксавье Дельфосс и др.
Тьерри Форвей (англ.
объявил об открытии планеты «b» 6,55 0,98 земных масс
на узкой внутренней орбите с помощью
«транзит
метод» планетарного обнаружения с использованием «флотилии
наземные телескопы не крупнее тех многих
у астрономов-любителей на заднем дворе» как часть
MЗемля
Проект (CfA
Новости
выпускать). С (пересмотренным) диаметром в 2,63 0,11 раза больше, чем у Земли,
масса планеты была получена из измерений лучевой скорости
с использованием
ЕСО
3,6-метровый телескоп и его
АРФЫ
спектрограф)
(ЭСО
Нажмите
выпускать;
Бин
и др., 2010 г.;
Шарбонно
и др. 2009 г.;
Джеффри
Марси, 2009 г .;
Роджерс и
Сигер, 2009 г.;
Деннис
До свидания, New York Times , 16 декабря 2009 г .; а также
Иван
Seminuik, New Scientist , 16 декабря 2009 г.).
Он вращается вокруг GJ 1214 на среднем расстоянии 0,014 а.е.,
примерно по круговой орбите (равновесие
температура — обновлена ​​​​в 2011 году примерно до 555 кельвинов,
539 по Фаренгейту или 282 по Цельсию
(Пустыня
и др., 2011, стр. 6). По отношению к лучу зрения Земли
орбита планеты наклонена под углом 88,6 градуса.

Луис Калада,
ESO

Большой и
гигант
анимационные слайды.

Вероятная горячая «паровая планета»,
с массой около 6,6 земной массы
и примерно в 2,6 раза больше, чем на Земле
диаметр, имеет «факельную» орбиту
около 1214 ГДж
(более).

Масса и диаметр планеты согласуются с гипотезой
что он имеет низкую среднюю плотность из-за предполагаемого состава
три четверти воды (возможно, 47 процентов) и других льдов (имеющих
сублимирован в
«сверхкритический
жидкость» над «электронно-проводящей» плотной жидкой плазмой
ниже паровой атмосферы) и одна четвертая породы и железа в ядре.
Более того, если планета образовалась в начале развития звезды, то
он мог аккрецировать атмосферу водорода и гелия, которая могла
иметь толщину около 200 километров (124 миль). На орбите планеты
расстоянии всего 0,014 а.е. от родительской звезды, однако поверхность
температура оценивается примерно в 400 градусов по Фаренгейту (200
Цельсия), что слишком жарко для жидкой воды. Всего не более
чем один процент от массы планеты, атмосфера планеты «составляет
вероятно, ускользает гидродинамически» в космос, предполагая, что
планета потеряла большую часть своей первичной атмосферы с момента образования.
Интересная возможность состоит в том, что GJ 1214 b является горячим
«паровая планета»,
с «паровой атмосферой, которая непрерывно переходит в
сверхтекучий, не проходя через жидкую фазу»
(Шарбонно
и др. 2009 г.;
Джеффри
Марси, 2009 г .;
Роджерс и
Сигер, 2009).

Дэвид А. Агилар,
CfA

Большой и
гигант
иллюстрации.

Планета «b» может иметь плотную
влажная атмосфера над слоями
«сверхкритического
жидкость» и
плазма, созданная при воде
и прочий лед сублимированный
как планета мигрировала ближе
к своей родительской звезде, около
г.
скалистое ядро
(более).

Теоретическое моделирование показывает, что горячая
паровая планета
могло бы образоваться, если бы оно формировалось на более холодной орбите дальше от
GJ 1214, где более низкие температуры создали бы
ледяная скала, похожая на спутник Юпитера Ганимед,
и планета должна была сформироваться слишком поздно, чтобы аккрецировать
большая водородно-гелиевая газовая оболочка.
Со временем планета могла мигрировать внутрь, в более близкие
орбите и растаял в водный мир, который испарился в
парная атмосфера.
Альтернативные объяснения включают небольшую каменистую планету с
неправдоподобно большая атмосфера, которую можно было бы пополнить
вулканической активности и мини-Нептуна с гораздо меньшей
массивная газовая атмосфера, чем Нептун или Уран в
Солнечная система
(Роджерс и
Сигер, 2009 г.).

Основываясь на своей визуальной светимости, планета может удерживать
вода на его поверхности около 0,057 а.е. GJ 1214, с орбитальным
период чуть более 12,6 дней. (Посмотрите анимацию
планетарный и потенциально
орбиты обитаемой зоны этой системы с таблицей основных
орбитальные и физические характеристики.)

1 декабря 2010 года группа астрономов объявила результаты
первый анализ атмосферы суперземной планеты,
GJ 1214 b, используя
Европейская южная обсерватория
Очень
Большой Телескоп. Атмосфера планеты была проанализирована, когда
он прошел перед своей звездой-хозяином, когда часть ее инфракрасного
свет прошел через атмосферу планеты. На основе
имеющихся данных, астрономы пришли к выводу, что планета
атмосфера – это либо тонкий, но плотный слой, богатый водяным паром
или толстый слой высоких облаков или дымки,
похожие на те, что наблюдаются в атмосфере
Венера и
Титан в Солнечном
Система. Пухлая оболочка из водородно-гелиевого газа, как у
Уран или
Нептун исключен,
если он не покрыт высоким облачным слоем ядовитых
углеводороды (ESO
Нажмите
выпускать; НАСА/Лаборатория реактивного движения
Новости
выпускать; а также
Бин
и др., 2010).

Луис Калада,
ESO

Большой и
гигант
анимационные слайды.

Планета GJ 1214 b имеет
атмосфера, которая либо
преобладают паровые или крытые
густыми облаками или мглой
(более).

11 марта 2011 г. группа астрономов, использующих старые
данные наблюдений НАСА в инфракрасном диапазоне
Спитцер космический
телескоп с более новыми данными, которые они собрали через
в
MЗемля
Проект представил документ, подтверждающий, что «теплый»
суперземля GJ
1214 b не имеет атмосферы, состоящей из внешней
газовый слой водородо- и гелиеподобный
Уран или
Нептун, с высоким
статистическая достоверность (более 99,99%). Команда
также смог обеспечить лучшую поддержку для своих более ранних
вывод о том, что атмосфера планеты, вероятно,
«преобладают» элементы тяжелее водорода и гелия
с массовой долей воды более 10 процентов воды
пара (с достоверностью более 99,7%), но, возможно,
более 50 процентов (достоверность 68 процентов). С другой
стороны, они также подсчитали, что планета
равновесие
температура должна быть около 282 по Цельсию или 539по Фаренгейту (555 кельвинов). Используя данные двух последовательных
транзитов планеты b по своей родительской звезде, причем
команде не удалось обнаружить присутствие других планет в
система GJ 1214 из-за их гравитационного влияния
на орбите планеты b через

(Пустыня
и др., 2011 г.; а также
Джон
Voisey, Universe Today , 15 марта 2011 г.).

Дэвид А. Агилар,
CfA

Большой и
гигантские иллюстрации.

Планета, GJ 1214 b, вероятно
имеет атмосферу из
скорее пар, чем густые облака
или дымка
(более).

21 февраля 2012 года астрономы с помощью
Космический телескоп Хаббл
объявили, что они получили убедительные подтверждающие доказательства того, что GJ 1214 b, скорее всего, имеет водянистую атмосферу, основанную на анализе ее цветов в инфракрасном свете. Они изучали планету, когда она проходила перед своей звездой-хозяином, чтобы наблюдать за светом звезды, который фильтруется через атмосферу планеты, что дало ключ к разгадке ее смеси атмосферных газов.
Различая парную и туманную атмосферу, они обнаружили, что спектр GJ 1214 b не имеет особенностей в широком диапазоне длин волн (или цветов), что наиболее соответствует плотной атмосфере водяного пара при расчетной температуре 450 градусов по Фаренгейту. , или 230 градусов по Цельсию (Хаббл
Новости
выпускать; и CfA
выпуск новостей).

Облака в атмосфере экзопланеты суперземли GJ 1214b

Abstract

Недавние исследования показали, что планеты, промежуточные по размеру между Землей и Нептуном («суперземли»), являются одними из самых распространенных планет в Галактике ^{1, 2,3} . Атмосферные исследования являются следующим шагом на пути к всестороннему пониманию этого нового класса объектов ^4,5,6 . Много усилий было направлено на использование спектроскопии пропускания для характеристики атмосферы суперземного архетипа GJ 1214b (ссылки 7, 8, 9). , 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17), но предыдущие наблюдения не обладали достаточной точностью, чтобы различать две интерпретации атмосферы. В атмосфере планеты могут преобладать относительно тяжелые молекулы, такие как вода (например, 100-процентный состав водяного пара), или она может содержать высотные облака, скрывающие ее нижние слои. Здесь мы сообщаем об измерении спектра пропускания GJ 1214b в ближнем инфракрасном диапазоне, которое окончательно устраняет эту неоднозначность. Данные, полученные с помощью космического телескопа Хаббл, достаточно точны, чтобы обнаружить особенности поглощения в атмосфере с высокой средней молекулярной массой. Однако наблюдаемый спектр не имеет особенностей. Мы исключаем безоблачные атмосферные модели с преобладанием воды, метана, монооксида углерода, азота или диоксида углерода при более чем 5 σ достоверность. Атмосфера планеты должна содержать облака, чтобы соответствовать данным.

Это предварительный просмотр содержимого подписки, доступ через ваше учреждение

Соответствующие статьи

Статьи открытого доступа со ссылками на эту статью.

• Влияние облаков на спектры излучения супер Венеры

  • Паулина Волькенберг
  •  и Диего Туррини

  Астрофизика и космонавтика
  Открытый доступ
  31 января 2022 г.

• О синергии между Ариэлем и наземной спектроскопией высокого разрешения

  • Глория Гийуи
  • , Алессандро Соццетти
  •  … Джузеппина Микела

  Экспериментальная астрономия
  Открытый доступ
  15 января 2022 г.

• Поиск живых миров и связь с нашим космическим происхождением

  • М. А. Барстоу
  • , С. Эгрейн
  •  … М. Този

  Экспериментальная астрономия
  Открытый доступ
  15 октября 2021 г.

Варианты доступа

Подписаться на журнал

Получить полный доступ к журналу на 1 год

199,00 €

всего 3,90 € за выпуск

Подписаться

Расчет налогов будет завершен во время оформления заказа.

Купить статью

Получите ограниченный по времени или полный доступ к статье на ReadCube.

$32,00

Купить

Все цены указаны без учета стоимости.

Рисунок 1: Спектрофотометрические данные транзитных наблюдений GJ 1214b. Рис. 2: Спектр пропускания GJ 1214b. Рисунок 3: Результаты спектрального восстановления двухкомпонентной (водород/гелий и вода) модели атмосферы для GJ 1214b.

Ссылки

1. Cassan, A. et al. Одна или несколько связанных планет на звезду Млечного Пути по наблюдениям микролинзирования. Природа 481 , 167–169 (2012)

   АДС
   КАС
   Статья
   пабмед

   Google ученый

2. Fressin, F. et al. Ложноположительный показатель Кеплера и появление планет. Астрофиз. Ж. 766 , 81 (2013)

   АДС
   Статья

   Google ученый

3. Петигура, Э. А., Марси, Г. В. и Ховард, А. В. Плато с населением планеты, вдвое превышающим размер Земли. Астрофиз. Ж. 770 , 69 (2013)

   АДС
   Статья

   Google ученый

4. Адамс, Э. Р., Сигер, С. и Элкинс-Тантон, Л. Океаническая планета или толстая атмосфера: отношение массы к радиусу для твердых экзопланет с массивной атмосферой. Астрофиз. J. 673 , 1160–1164 (2008)

   АДС
   КАС
   Статья

   Google ученый

5. Миллер-Риччи, Э., Сигер, С. и Саселов, Д. Атмосферные признаки суперземли: как различать богатую водородом и бедную водородом атмосферу. Астрофиз. J. 690 , 1056–1067 (2009)

   АДС
   КАС
   Статья

   Google ученый

6. Роджерс, Л. А. и Сигер, С. Три возможных происхождения газового слоя на GJ 1214b. Астрофиз. J. 716 , 1208–1216 (2010)

   АДС
   КАС
   Статья

   Google ученый

7. Бин, Дж. Л., Миллер-Риччи, Кемптон, Э. и Хомейер, Д. Спектр передачи наземной экзопланеты GJ 1214b. Природа 468 , 669–672 (2010)

   АДС
   КАС
   Статья
   пабмед

   Google ученый

8. Пустыня, Ж.-М. и другие. Наблюдения за наличием богатой металлами атмосферы на суперземле GJ1214b. Астрофиз. Дж. 731 , Л40 (2011)

   АДС
   Статья

   Google ученый

9. Бин, Дж. Л. и др. Оптический и ближний инфракрасный спектр пропускания суперземли GJ 1214b: еще одно свидетельство богатой металлами атмосферы. Астрофиз. Ж. 743 , 92 (2011)

   АДС
   Статья

   Google ученый

10. Берта З. К. и др. Плоский спектр пропускания суперземли GJ1214b, полученный широкоугольной камерой 3 космического телескопа Хаббл. Астрофиз. Ж. 747 , 35 (2012)

    АДС
    Статья

    Google ученый

11. Fraine, J.D. et al. Транзиты Спитцера по суперземле GJ1214b и последствия для ее атмосферы. Астрофиз. Ж. 765 , 127 (2013)

    АДС
    Статья

    Google ученый

12. Миллер-Риччи, Э. и Фортни, Дж. Дж. Природа атмосферы транзитной суперземли GJ 1214b. Астрофиз. J. 716 , L74–L79 (2010)

    АДС
    КАС
    Статья

    Google ученый

13. Неттельманн Н., Фортни Дж. Дж., Крамм У. и Редмер Р. Тепловая эволюция и структурные модели транзитной суперземли GJ 1214b. Астрофиз. Ж. 733 , 2 (2011)

    АДС
    Статья

    Google ученый

14. Миллер-Риччи Кемптон, Э. , Занле, К. и Фортни, Дж. Дж. Химия атмосферы GJ 1214b: фотохимия и облака. Астрофиз. Ж. 745 , 3 (2012)

    АДС
    Статья

    Google ученый

15. Howe, A.R. & Burrows, A.S. Теоретические транзитные спектры для GJ 1214b и других «суперземель». Астрофиз. Ж. 756 , 176 (2012)

    АДС
    Статья

    Google ученый

16. Morley, C.V. et al. Количественная оценка роли облаков в спектре пропускания GJ 1214b. Астрофиз. Ж. 775 , 33 (2013)

    АДС
    Статья

    Google ученый

17. Беннеке, Б. и Сигер, С. Как различать облачные мини-Нептуны и суперземли с преобладанием воды/летучих веществ. Астрофиз. Ж. 778 , 153 (2013)

    АДС
    Статья

    Google ученый

18. Деминг, Д. и др. Инфракрасная спектроскопия пропускания экзопланет HD 209458b и XO-1b с использованием широкоугольной камеры-3 на космическом телескопе Хаббла. Астрофиз. Ж. 774 , 95 (2013)

    АДС
    Статья

    Google ученый

19. Суэйн, М. и др. Исследование экстремальной планетарной атмосферы WASP-12b. Икар 225 , 432–445 (2013)

    АДС
    КАС
    Статья

    Google ученый

20. Stevenson, K.B. et al. Трансмиссионная спектроскопия горячего Юпитера WASP-12b от 0,7 до 5 мкм. http://arxiv.org/abs/1305.1670 (2013)

21. Мандель К. и Агол Э. Аналитические кривые блеска для поиска транзитов планет. Астрофиз. J. 580 , L171–L175 (2002)

    АДС
    Статья

    Google ученый

22. Англада-Эскуде, Г., Рохас-Аяла, Б. , Босс, А. П., Вайнбергер, А. Дж. и Ллойд, Дж. П. GJ 1214 пересмотрен. Тригонометрический параллакс, звездные параметры, новое орбитальное решение и объемные свойства суперземли GJ 1214b. Астрон. Астрофиз. 551 , А48 (2013)

    ОБЪЯВЛЕНИЕ
    Статья

    Google ученый

23. Fortney, J.J. et al. Структура для характеристики атмосфер маломассивных транзитных планет с низкой плотностью. Астрофиз. Ж. 775 , 80 (2013)

    АДС
    Статья

    Google ученый

24. Фортни, Дж. Дж. Влияние конденсатов на характеристики транзитных атмосфер планет с помощью спектроскопии пропускания. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 364 , 649–653 (2005)

    АДС
    КАС
    Статья

    Google ученый

25. Беннеке, Б. и Сигер, С. Поиск атмосферы для суперземли: уникальное ограничение состава атмосферы с помощью спектроскопии пропускания. Астрофиз. Ж. 753 , 100 (2012)

    АДС
    Статья

    Google ученый

26. Понт, Ф., Кнутсон, Х., Гиллиланд, Р. Л., Муту, К. и Шарбонно, Д. Обнаружение атмосферной дымки на внесолнечной планете: спектр пропускания 0,55–1,05 µ м HD 189733b с космический телескоп Хаббл. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 385 , 109–118 (2008)

    АДС
    КАС
    Статья

    Google ученый

27. Кнутсон, Х. А., Беннеке, Б., Деминг, Д. и Хомейер, Д. Безликий спектр пропускания для экзопланеты с массой Нептуна GJ 436b. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature12887 (данный выпуск)

Ссылки для скачивания

Благодарности

Научный институт космического телескопа, которым управляет Ассоциация университетов для исследований в области астрономии, Inc., в соответствии с номером контракта НАСА NAS 5-26555. Эти наблюдения связаны с программой GO-13021. Поддержка этой работы была предоставлена ​​НАСА через грант Научного института космического телескопа, Национального научного фонда через стипендию для аспирантов (для Л.К.), Фонда Альфреда П. Слоана через исследовательскую стипендию Слоана (для JLB), НАСА через стипендия Сагана (для J.-MD) и Европейский исследовательский совет (для DH в рамках Седьмой рамочной программы Европейского сообщества, FP7/2007-2013 Соглашение о гранте, номер 247060).

Информация о авторе

Авторы и принадлежность

1. Департамент астрономии и астрофизики, Чикагский университет, Чикаго, 60637, Иллинойс, USA

   Laura Kreidberg, Jacob L. Ban.

   Кафедра астрофизических и планетарных наук, CASA, Университет Колорадо, Боулдер, 80309, Колорадо, США

   Жан-Мишель Десер

2. Кафедра астрономии, Калифорнийский технологический институт, Пасадена,

   , Калифорния, США

   Жан-Мишель Десер

3. Факультет физики, Массачусетский технологический институт, Кембридж, 02139, Массачусетс, США

   Бьорн Беннеке и Сара Сигер

5 Университет Мэриленд, Астрономический факультет Колледж-Парк, 20742, Мэриленд, США

Дрейк Деминг

4. Кафедра астрономии, Гарвардский университет, Кембридж, 02138, Массачусетс, США

   Закори Берта-Томпсон

5. Институт астрофизики и космических исследований Массачусетского технологического института им. Кавли, Кембридж, 02139, Массачусетс, США

   Закори Берта-Томпсон

6. Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, 69364, Франция,

   Derek Homeier

Авторы

1. Laura Kreidberg

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Академия

2. Джейкоб Л. Бин

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

3. Jean-Michel Désert

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

4. Björn Benneke

   Посмотреть публикации автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

5. Дрейк Деминг

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

6. Kevin B. Stevenson

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

7. Sara Seager

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

8. Закори Берта-Томпсон

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

9. Andreas Seifahrt

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в
   PubMed Google Scholar

10. Derek Homeier

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в
    PubMed Google Scholar

Пожертвования

Л.К. руководил анализом данных (при участии JLB, DD, KBS и A.S.). J.L.B и J.-M.D. задумал проект и написал предложение по времени телескопа (при участии BB, DD, SS и ZB-T.). Л.К., Дж.Л.Б., Ж.-М.Д. , Д.Д. и З.Б.-Т. планировал наблюдения. Б. Б. и С. С. разработали и выполнили теоретическое моделирование. Д. Х. рассчитал теоретическое потемнение края звезды. Дж.Л.Б. руководил общим направлением проекта. Л.К., Дж.Л.Б., Ж.-М.Д. и BB написал статью. Все авторы обсудили результаты и прокомментировали рукопись.

Автор, ответственный за переписку

Переписка с
Лаура Крейдберг.

Декларация этики

Конкурирующие интересы

Авторы не заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Дополнительная информация

Доступ к данным, использованным в этой работе, можно получить в Архиве Микульского НАСА для космических телескопов (http://archive.stsci.edu).

Рисунки и таблицы с расширенными данными

Расширенные данные Рис. 1 Пример фрейма необработанных данных с пространственным сканированием. Время экспозиции составило 88,4 с.

Расширенные данные Рис. 2 Пример извлеченного спектра для экспозиции 88,4 с.

Пунктирные линии указывают диапазон длин волн, в котором мы измеряем спектр пропускания.

Расширенные данные Рисунок 3. Широкополосная кривая блеска, подобранная по результатам первого наблюдения транзита.

a , Необработанная широкополосная кривая блеска. b , Широкополосная кривая блеска, скорректированная на систематику с использованием метода модельного наклона (точки) и модели наилучшего соответствия (линия). c , Остатки от широкополосной кривой блеска подходят. d , Вектор систематики Z (см. Доп. информацию), использованный в методике деления белого.

Расширенные данные Рис. 4. Апостериорные распределения параметров аппроксимации деления белого для канала 1,40 мкм из первого транзитного наблюдения.

Гистограммы представляют цепи Маркова для каждого параметра. Контурные графики представляют пары параметров с линиями, указывающими 1 σ , 2 σ и 3 σ доверительные интервалы для распределения. Константа нормализации делится на ее среднее значение.

Расширенные данные Рис. 5. Глубина транзита относительно среднего значения по 22 спектроскопическим каналам для 12 проанализированных транзитов.

Черные столбцы погрешностей указывают на 1 σ неопределенностей, определенных аппроксимацией цепи Маркова методом Монте-Карло.

Источник данных

Расширенные данные Рис. 6. Подобранные коэффициенты потемнения к краю как функция длины волны (черные точки) и теоретические предсказания для звездных атмосфер с диапазоном температур (линии).

Неопределенности составляют 1 σ доверительных интервалов из аппроксимации цепи Маркова методом Монте-Карло. Температура GJ 1214 оценивается в 3250 K (ссылка 22).

Расширенная таблица данных 1. Производные параметры для методов разделения белого (d-w) и модели-наклона (m-r)

Полноразмерная таблица

Дополнительная информация

Дополнительная информация

Этот файл содержит дополнительный текст и данные, а также дополнительные ссылки. (PDF 163 КБ)

PowerPoint slides

PowerPoint slide for Fig. 1

PowerPoint slide for Fig. 2

PowerPoint slide for Fig. 3

Source data

Source data to Fig. 1

Исходные данные для расширенных данных Рис. 2

Права и разрешения

Перепечатки и разрешения

Об этой статье

Эта статья цитируется

• Влияние облаков на спектры излучения супер Венеры

  • Паулина Волькенберг
  • Диего Туррини

  Астрофизика и космонавтика (2022)

• О синергии между Ариэлем и наземной спектроскопией высокого разрешения

  • Глория Гийи
  • Алессандро Соццетти
  • Джузеппина Микела

  Экспериментальная астрономия (2022)

• Распутывание атмосферных составов К2-18 б с помощью средств следующего поколения

  • Квентин Чангэт
  • Билли Эдвардс
  • Джованна Тинетти

  Экспериментальная астрономия (2022)

• Уникальная спектральная последовательность горячего Юпитера, свидетельствующая о разнообразии состава.

  

  • Меган Мэнсфилд
  • Майкл Р. Лайн
  • Гаэль М. Рудье

  Природа Астрономия (2021)

• Эволюция дымки в умеренных атмосферах экзопланет с помощью измерений поверхностной энергии

  • Синтин Юй
  • Чао Хэ
  • Вероник Виттон

  Природа Астрономия (2021)

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и Правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.

Оптические наблюдения транзитной экзопланеты GJ 1214b | Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества

Журнальная статья

Йоханна К. Теске,

Джоанна К. Теске
★

Ищите другие работы этого автора на:

Оксфордский академический

Google ученый

ОБЪЯВЛЕНИЯ

Джейк Д. Тернер,

Джейк Д. Тернер

Ищите другие работы этого автора на:

Оксфордский академический

Google ученый

ОБЪЯВЛЕНИЯ

Матиас Мюллер,

Маттиас Мюллер

Ищите другие работы этого автора на:

Оксфордский академический

Google ученый

ОБЪЯВЛЕНИЯ

Кейтлин А. Гриффит

Кейтлин А. Гриффит

Ищите другие работы этого автора на:

Оксфордский академический

Google ученый

ОБЪЯВЛЕНИЯ

Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества , том 431, выпуск 2, 11 мая 2013 г., страницы 1669–1677, https://doi.org/10.1093/mnras/stt286

Опубликовано:

08 марта 2013 г.

История статьи

Получен:

20 сентября 2012 г.

Полученная ревизия:

12 февраля 2013 г.

Принято:

13 февраля 2013

Опубликовано:

08 марта 2013

Фильтр поиска панели навигации

Ежемесячные уведомления Королевского астрономического обществаЭтот выпускЖурналы РАНАстрономия и астрофизикаКнигиЖурналыOxford Academic
Термин поиска мобильного микросайта

Закрыть

Фильтр поиска панели навигации

Ежемесячные уведомления Королевского астрономического обществаЭтот выпускЖурналы РАНАстрономия и астрофизикаКнигиЖурналыOxford Academic
Термин поиска на микросайте

Advanced Search

Abstract

С марта по август 2012 г. мы наблюдали девять первичных прохождений экзопланеты суперземли GJ 1214b в нескольких оптических фотометрических полосах с целью ограничения коротковолнового наклона спектра GJ 1214b. Наши наблюдения проводились на 1,55-метровом телескопе Койпера в Аризоне и роботизированном 1,2-метровом телескопе STELLA-I на Тенерифе, Испания. Из полученных кривых блеска мы извлекли глубины транзита в R (0,65 мкм), V (0,55 мкм) и g ^′ (0,475 мкм). Большинство предыдущих наблюдений этой экзопланеты предполагают плоский спектр, мало меняющийся в зависимости от длины волны от ближнего инфракрасного до оптического, что соответствует низкомасштабной атмосфере с высокой молекулярной массой. Однако несколько наблюдений вокруг полосы K _s (∼2,15  мкм) и полосы g (∼0,46  мкм) не согласуются с этим сценарием и предполагают вариант атмосферы с преобладанием водорода или воды, которая также содержит слой дымки из мелких частиц. В частности, 9Наблюдения de Mooij et al. в полосе 0043 g , согласующиеся с рэлеевским рассеянием, ограничивают потенциальный состав атмосферы GJ 1214b из-за увеличения наклона в оптических длинах волн. Мы обнаружили, что наши результаты перекрываются в пределах ошибок с коротковолновыми наблюдениями de Mooij et al., но также согласуются с нулевым спектральным наклоном в GJ 1214b в оптической области длин волн. Таким образом, наши наблюдения позволяют определить более широкий набор возможных составов атмосферы, в том числе с высокой молекулярной массой и/или дымкой.

методы: фотометрические, планеты и спутники: атмосферы, планеты и спутники: индивидуальные: GJ 1214b

1 ВВЕДЕНИЕ

Композиция была предметом интереса и споров. GJ 1214b, обнаруженный в рамках программы MEarth, имеет радиус (2,85 ± 0,20 R _⊕ ; Harpsøe et al., 2013) и массу (6,26 ± 0,86 M _⊕ ; Harpsøe et al. 2013), лишь немного большие, чем у Земля и проходит через близлежащую (13 пк) М-звезду (0,216 ± 0,012 R _⊙ ; Харпсё и др. 2013) с периодом обращения 1,5804 дня и большой полуосью 0,0197 а.е. (Harpsøe et al. 2013). Это приводит к тому, что отношение потоков планеты к звезде сравнимо с соотношением планет размером с Юпитер, вращающихся вокруг Солнца, и делает ее одной из немногих атмосфер «суперземли», которые в настоящее время можно исследовать с помощью транзитной спектроскопии (Charbonneau et al. , 2009). GJ 1214b представляет собой уникальную возможность изучить планетарный объект, не похожий на те, что находятся в нашей Солнечной системе, но потенциально похожий на большую часть обнаруженных в настоящее время экзопланет, многие из которых меньше размера Юпитера (Borucki et al. 2010, 2012; Howard et al. , 2010; Мюрхед и др., 2012).

Масса и радиус GJ 1214b подразумевают низкую плотность 1,87 ± 0,40 г см ⁻³ (∼0,35ρ _Earth ; Rogers & Seager 2010) и предполагают, что GJ 1214b не может состоять только из горных пород и водяного льда. , но, вероятно, имеет значительную газовую атмосферу (Бин, Миллер-Риччи, Кемптон и Хомейер, 2010; Миллер-Риччи и Фортни, 2010; Кундерти и др. , 2011). Модели его внутренней структуры показывают, что состав GJ 1214b, скорее всего, представляет собой либо (i) мини-Нептун, состоящий в основном из твердой породы и льда, со значительной атмосферой с преобладанием водорода, аккрецированной из его протопланетной туманности, (ii) мир, состоящий в основном из воды лед со вторичной оболочкой из водяного пара, образованной сублимацией, или (iii) объект, состоящий из чисто каменистого материала с преобладающей водородной атмосферой, образованной в результате дегазации (Rogers & Seager 2010). Определение текущего состава GJ 1214b прольет свет на историю формирования этой планеты и, следовательно, потенциально на историю формирования других планет-суперземлей. Если атмосфера GJ 1214b в основном состоит из водорода, она, вероятно, образовалась в результате аккреции протосолнечного небулярного газа или выделения значительного количества водорода во время охлаждения и затвердевания планеты (Miller-Ricci Kempton, Zahnle & Fortney 2012). Однако, если вместо этого атмосфера богата водой, то GJ 1214b мог образоваться из богатого льдом материала дальше в протопланетном диске, прежде чем мигрировать внутрь к звезде. В качестве альтернативы или в дополнение к этому планета могла изначально аккрецировать туманный газ с меньшим преобладанием водорода или потерять из атмосферы любой богатый водородом газ, который она аккрецировала (Rogers & Seager 2010).

Трансмиссионная фотометрия и спектроскопия указывают на общий состав GJ 1214b путем измерения ослабления звездного света при его прохождении через край атмосферы экзопланеты. Модуляция в спектре с длиной волны увеличивается с высотой масштаба атмосферы, которая обратно пропорциональна молекулярному весу атмосферы. Модуляция в спектре GJ 1214b, таким образом, позволяет различать его возможные составы, поскольку модели (i) и (iii) (перечисленные выше) будут иметь большую высоту шкалы и будут демонстрировать заметные спектральные особенности от поглощения молекулярным водородом, тогда как модель (ii) будет иметь относительно небольшие спектральные характеристики и высота шкалы.

Было опубликовано несколько исследований с использованием наблюдений передачи для определения высоты и состава атмосферы GJ 1214b. От оптического (∼0,6 мкм) до ближнего инфракрасного (4,5 мкм) большинство измерений указывают на отсутствие существенной спектральной модуляции с длиной волны в атмосфере GJ 1214b (Бин и др., 2010, 2011; Кроссфилд, Барман и Хансен, 2011; Пустыня). и др., 2011 г.; Берта и др., 2012 г.; Нарита и др., 2012 г.). В совокупности эти наблюдения позволяют предположить, что GJ 1214b имеет малую масштабную высоту и отдает предпочтение приведенной выше модели (ii), в которой в атмосфере экзопланеты преобладает вода, а не водород. Однако есть намеки на отклонение (хотя и с меньшей статистической значимостью) от модели плоского спектра в K _s полоса (2,15 мкм; Croll et al. 2011; de Mooij et al. 2012), g полоса (0,46 мкм; de Mooij et al. 2012) и R полоса (0,65 мкм; Murgas и др., 2012 г.). Включение этих последних наблюдений требует модификации объяснения водного мира. В совокупности наблюдения могут быть альтернативно объяснены преобладанием водорода в атмосфере с источником непрозрачности, вызывающим приглушенные спектральные характеристики (Хоу и Берроуз, 2012; Миллер-Риччи, Кемптон и др. , 2012). Увеличение отношения радиусов, наблюдаемое на коротких волнах, примерно согласуется с рэлеевским рассеянием в атмосфере с относительно большой высотой шкалы.

Целью данной статьи является ограничение спектра пропускания GJ 1214b в оптических диапазонах длин волн (≲0,70 мкм) для изучения коротковолнового наклона и режима рассеяния в атмосфере GJ 1214b. Если коротковолновые данные указывают на степенной закон рассеяния Рэлея, это указывает на атмосферу с относительно большой высотой и рассеивающие частицы, размер которых намного меньше длины волны света. Меньший наклон в данных для коротковолновой области указывал бы на размер частиц, близкий к режиму рассеяния Ми, ∼1  мкм, или на небольшую высоту атмосферы.

В Разделе 2 мы даем обзор наших наблюдений и процедур обработки данных. Мы обсуждаем наш анализ транзитной кривой блеска в Разделе 3 и последствия наших результатов в Разделе 4.

2 НАБЛЮДЕНИЯ И ОБРАБОТКА ДАННЫХ в период с марта по июнь 2012 г.

на 1,55-метровом телескопе Койпера обсерватории Стюарда на горе Бигелоу недалеко от Тусона, штат Аризона, с использованием ПЗС-матрицы Mont4k. ПЗС-матрица Mont4k содержит 4096 ²  пиксельный датчик с полем зрения (FOV) 9,7 угловых минут × 9,7 угловых минут. Мы использовали биннинг 3 × 3 для достижения разрешения 0,43 угловых секунды пикселя ⁻¹ и подкадр 3072 × 1024 пикселей с FOV 7,28 угловых минут × 2,43 угловых минут, чтобы сократить время считывания примерно до 10 с. Наши наблюдения проводились с помощью Harris V [473–686 нм; полная ширина на полувысоте (FWHM) 88 нм] и Harris R (550–900 нм; FWHM 138 нм) фотометрические полосовые фильтры, и мы не расфокусировали телескоп (GJ 1214A недостаточно яркий, чтобы насытить детектор наше короткое время интеграции). Для обеспечения точного хронометража бортовые часы автоматически синхронизировались с глобальной системой позиционирования (GPS) каждые несколько секунд в течение всего периода наблюдения. Благодаря отличному автогиду получилось не более 4,4 пикселя (∼1,9угловых секунд) дрейф в позиции x и 2,1 пикселя (~0,9 угловых секунд) в позиции y GJ 1214A во всех наших наборах данных для 1,55-метрового телескопа Койпера (со средним значением 0,03 угловых секунды в позиции x и 0,06 угл.сек в позиции y ). Наши наблюдения Койпера на глубине 1,55 м приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Сводка наблюдений.

.0113

Ночные наблюдения (UTC) .	Фильтр .	Телескоп .	Старт-стоп (UTC) .	Междунар. время (с) .	В пути/всего кадров .	Видение (угловые секунды) .	Среднеквадратичное значение вне пути (ммаг) .
2012 март 28–29	Harris R	Kuiper 1,55 M	08: 04–11: 23	50	544. 204.20113	2.05
2012 April 8–9	Harris R	Kuiper 1.55 m	10:25–11:04	50	51/156	1.2–2.0	4.21
2012 May 5–6	Harris V	Kuiper 1.55 m	06:47–09:41	100	23/73	1.8–2.6	2.97
2012 May 29 –30	Слоан g ′	STELLA .2 m	23:52–02:51	90	29/98	1.09–1.24	4.11
2012 June 4–5	Harris V	Kuiper 1.55 m	07:30–10:20	30	69/235	1.0–1.9	3.97
2012 June 9–10	Sloan g ′	СТЕЛЛА 1,2 м	01:03–04:02	90	29/98	1. 09–1.48	4.14
2012 June 17–18	Sloan g ′	STELLA 1.2 m	23 : 05–02: 04	90	29/98	1,09–1,17	3,22
2012 Июль 25–26	SLOAN G –26	G –26	G –26	G –26	G –26	. –00:27	90	28/98	1.09–1.32	4.02
2012 August 5–6	Sloan g ′	STELLA 1.2 m	22:40–01:40	90	29/98	1,14–2,37	5,50 (для воздушной массы <2)

Ночные наблюдения (UTC) .	Фильтр .	Телескоп .	Старт-стоп (UTC) .	Междунар. время (с) .	В пути/всего кадров .	Видение (угловые секунды) .	Среднеквадратичное значение вне пути (ммаг) .
2012 март 28–29	Harris R	Kuiper 1,55 M	08: 04–11: 23	50	544/204.11: 23	.	8–9 апреля 2012 г.	Харрис R	Kuiper 1,55 M	10: 25–11: 04	50	51/156	1,2–2,0	4.21
2011. Kuiper 1,55 M	06: 47–09: 41	100	23/73	1,8–2,6	2,97
2012 г. 2 м	23:52–02:51	90	29/98	1.09–1.24	4.11
2012 June 4–5	Harris V	Kuiper 1.55 m	07:30–10:20	30	69/235	1.0–1. 9	3.97
2012 June 9–10	Sloan g ′	STELLA 1.2 m	01:03–04:02	90	29/ 98	1,09–1,48	4.14
2012 June 17–18	Sloan g ′	STELLA 1.2 m	23:05–02:04	90	29/98	1.09–1.17	3.22
2012 July 25–26	Sloan g ′	STELLA 1.2 m	21:27–00:27	90	28/98	1.09–1.32	4.02
2012 5–6 августа	Sloan g ′	STELLA 1.2 m	22:40–01:40	90	29/98	1.14–2.37	5.50 (for airmass<2)

Примечания. В столбце 8 приведено среднеквадратичное (среднеквадратичное значение) относительного потока вне транзита.

Открыть в новой вкладке

Таблица 1.

Сводка наблюдений.

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 собой. ′  

Ночные наблюдения (UTC) .	Фильтр .	Телескоп .	Старт-стоп (UTC) .	Междунар. время (с) .	В пути/всего кадров .	Видение (угловые секунды) .	Среднеквадратичное значение вне пути (ммаг) .
28–29 марта 2012	Харрис R	Койпер 1,55 м	08:04–9113 08:04–	112 50	54/204	1.5–2.6	2.05
2012 April 8–9	Harris R	Kuiper 1.55 m	10:25–11:04	50	51 /156	1.2–2.0	4.21
2012 May 5–6	Harris V	Kuiper 1. 55 m	06:47–09:41	100	23/73	1.8 –2,6	2,97
2012 May 29–30	Sloan g ′	STELLA .2 m	23:52–02:51	90	29/98	1.09–1.24	4.11
2012 2012 июня 4–5	Harris V	Kuiper 1,55 M	07: 30–10: 20	30	69/235	1,011111111111111999999999999999999999999999999999999999999999999999999999Н	9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999н. –10	Слоан г ′	Stella 1,2 M	01: 03–04: 02		29/98	1,09–1,48	4.14
STELLA 1.2 m	23:05–02:04	90	29/98	1.09–1.17	3. 22
2012 July 25–26	Sloan g ′	СТЕЛЛА 1,2 м	21:27–00:27	90	28/98	1.09–1.32	4.02
2012 August 5–6	Sloan g ′	STELLA 1.2 m	22: 40–01: 40	90	29/98	1,14–2,37	5,50 (для аэродинамической массы <2)

.0113

absorsiving intesswing inteswing intesвижу). .	Фильтр .	Телескоп .	Старт-стоп (UTC) .	Междунар. время (с) .	В пути/всего кадров .	Видение (угловые секунды) .	Среднеквадратичное значение вне пути (ммаг) .
2012 март 28–29	Harris R	Kuiper 1,55 M	08: 04–11: 23	50	544. 204.20113	2.05
2012 April 8–9	Harris R	Kuiper 1.55 m	10:25–11:04	50	51/156	1.2–2.0	4.21
2012 May 5–6	Harris V	Kuiper 1.55 m	06:47–09:41	100	23/73	1.8–2.6	2.97
2012 May 29 –30	Слоан g ′	STELLA .2 m	23:52–02:51	90	29/98	1.09–1.24	4.11
2012 June 4–5	Harris V	Kuiper 1.55 m	07:30–10:20	30	69/235	1.0–1.9	3.97
2012 June 9–10	Sloan g ′	СТЕЛЛА 1,2 м	01:03–04:02	90	29/98	1. 09–1.48	4.14
2012 June 17–18	Sloan g ′	STELLA 1.2 m	23 : 05–02: 04	90	29/98	1,09–1,17	3,22
2012 Июль 25–26	SLOAN G –26	G –26	G –26	G –26	G –26	. –00:27	90	28/98	1.09–1.32	4.02
2012 August 5–6	Sloan g ′	STELLA 1.2 m	22:40–01:40	90	29/98	1,14–2,37	5,50 (для воздушной массы <2)

В столбце 8 приведено среднеквадратичное (среднеквадратичное значение) относительного потока вне транзита.

Открыть в новой вкладке

Все 9В период с мая по август 2012 г. с помощью полностью автоматизированного 1,2-метрового телескопа STELLA-I на Тенерифе, Испания, были проведены наблюдения транзита в диапазоне 0043 g ^′ (401–550 нм; FWHM 153 нм) (Strassmeier et al. 2010). Его широкоугольный фотометр STELLAR Imaging Photometer (WiFSIP) оснащен ПЗС-матрицей 4096 ² с задней подсветкой и разрешением 15 мкм. Он отображает поле зрения 22 угловых минуты × 22 угловых минуты с масштабом 0,322 угловых секунд пикселя ⁻¹ . Из-за достаточно высокой плотности подходящих звезд сравнения в поле GJ 1214A мы применили окно ПЗС 2000 ²  пикселей, уменьшая поле зрения примерно до 11 угловых минут × 11 угловых минут. Мы не расфокусировали телескоп, потому что не было опасности насыщения GJ 1214A из-за его слабости в голубых длинах волн. Каждое транзитное наблюдение длилось ~ 3 часа, охватывая достаточное количество исходных данных вне транзита до и после довольно короткого транзита продолжительностью ~ 53 мин. Роботизированный телескоп делал 98 снимков за один проход с выдержкой 90 секунд и 20-секундными накладными расходами, в результате чего частота кадров составляла около 110 секунд. Наши наблюдения STELLA-I 1,2 м приведены в таблице 1.

Используя стандартные процедуры уменьшения iraf ¹ , каждое из наших 1,55-метровых изображений Койпера было вычтено смещения и плоское поле. Тернер и соавт. (2013) определили, что использование разного количества изображений с плоским полем (плоских изображений) при обработке данных телескопа Койпера/Monk4k не привело к значительному уменьшению шума в полученных изображениях. Таким образом, для экономии времени мы использовали 10 флэтов во всех последовательных наблюдениях и редукциях, а также 10 кадров смещения, снятых при каждом прогоне наблюдений.

Чтобы получить кривые блеска по данным Койпера 1,55 м, мы выполнили апертурную фотометрию (используя задачу PHOT в пакете irafdaophot), измерив поток от нашей целевой звезды, а также поток от нескольких (обычно от 5 до 10) звезды-компаньоны в пределах радиуса апертуры, который варьировался в зависимости от звезды и ночных условий наблюдения. Для анализа наблюдений каждой ночи мы использовали постоянное кольцо неба (шириной 20 пикселей), которое всегда начиналось с радиуса, превышающего (как минимум на 7 пикселей) целевую апертуру; рассеянный свет от звезды не учитывался. Принимая во внимание несколько различных комбинаций опорных звезд и радиусов апертуры, мы выбрали комбинацию, дающую наименьшее среднеквадратичное значение для точек данных вне транзита. Чтобы проверить, что полученная нами глубина прохождения по данным Койпера 1,55 м не зависит от выбранного радиуса апертуры, мы также протестировали несколько различных радиусов апертуры и обнаружили, что результирующее изменение глубины прохождения не было значительным на основе наших полученных ошибок, которые являются коэффициент ∼2 больше. Синтетическая кривая блеска была получена путем усреднения кривых блеска наших эталонных звезд, а окончательные кривые блеска GJ 1214b были нормализованы путем деления на эту синтетическую кривую блеска. Кривые блеска для всех наших данных показаны на рис. 1 с ошибками 1σ в каждой точке, преобразованными из ошибок блеска, полученных с помощью iraf-редукции. Базовая линия вне транзита во всех транзитах достигла фотометрического среднеквадратичного значения от 2 до 4 мм (примерно в 2,5 раза больше предела фотонного шума), что типично для Mont4k на 1,55-метровом телескопе Койпера для транзитной фотометрии с высоким отношением сигнал/шум ( Диттманн и др. , 2009 г.а, б, 2010, 2012; Скудери и др. 2010 г.; Тернер и соавт. 2013).

Рисунок 1.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Индивидуальные кривые блеска GJ 1214b для каждой даты наблюдаемого прохождения (UTC), показанные в хронологическом порядке (слева направо; сверху вниз). Все данные были нормализованы к единице, а линейный тренд, полученный в результате анализа крана, удален. Наложенные красной пунктирной линией результаты анализа касания соответствуют данным. Остатки от анализа отводов показаны на нижних панелях каждого графика. Столбики погрешности 1σ, нанесенные на график для каждой точки, основаны на сокращении iraf или SExtractor и не были включены в подборки для анализа касания.

Рисунок 1

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

–  продолжение

Для данных STELLA-I 1,2 м WiFSIP мы разработали конвейер обработки фотометрических данных, основанный на подпрограммах ESO midas для вычитания смещения с использованием заходящего сканирования. области и двумерную структуру смещения с использованием основного смещения. Роботизированная система циклически проходит через все фильтры WiFSIP, чтобы снимать сумеречные плоские поля, в результате чего разница во времени между научными данными и соответствующими наблюдениями плоского поля составляет менее 3 дней. Для коррекции плоского поля использовалось одно эталонное плоское поле, основанное на примерно 20 экспозициях плоского поля. Апертурную фотометрию проводили с помощью общедоступной программы SExtractor 9.0527 2 (Bertin & Arnouts 1996), который предлагает несколько вариантов апертурной фотометрии; мы протестировали оценку фиксированных величин апертуры и автоматических величин апертуры в нашем пайплайне. Для обоих вариантов были протестированы несколько значений ширины апертуры, чтобы свести к минимуму разброс данных вне транзита, и мы постоянно находим автоматическую апертуру, дающую самое низкое среднеквадратичное значение. Опять же, чтобы проверить, что полученная нами глубина прохождения по данным WiFSIP STELLA-I 1,2 м не зависит от выбранного радиуса апертуры, мы также протестировали несколько различных радиусов апертуры и обнаружили, что результирующее изменение глубины прохождения не было значительным на основе наших полученных результатов. ошибки. Следует отметить, что эта опция не использует постоянную форму апертуры по всему полю зрения, а также не использует одинаковую форму и ширину апертуры на протяжении всего временного ряда экспозиции. Он вычисляет эллиптическую апертуру для каждой экспозиции и объекта по моментам второго порядка его распределения света (см. также Матуте и др., 2012; Полисук и др., 2012; Лоу и др., 2013). Несколько значений ширины «прямоугольного кольца», используемого для оценки локального фона с помощью SExtractor, были протестированы, чтобы свести к минимуму внетранзитное рассеяние. Тот же критерий также использовался в конвейере для автоматического поиска наилучшей комбинации звезд сравнения. Мы всегда начинали с 25 самых ярких звезд в поле зрения и находили от четырех до семи калибровочных звезд, чтобы получить оптимальное решение. Кривые блеска для всех наших данных показаны на рис. 1 с ошибками 1σ в каждой точке, преобразованными из ошибок блеска, полученных с помощью SExtractor. Среднеквадратичное значение внетранзитных данных STELLA-I в большинстве случаев в ∼1,2 раза превышает теоретический предел, оцененный по фотонным шумам объекта и фона и шуму считывания.

3 АНАЛИЗ КРИВОЙ БЛЕСКА

Глубина кривой блеска представляет собой измерение эффективной площади света от главной звезды, которая блокируется затмевающей планетой ((⁠|${ \frac{R_{{\rm p} } }{R_{{\rm S}} }$|⁠) ² ). Эффективный размер планеты зависит от непрозрачности атмосферы и, следовательно, от ее спектральных характеристик и состава. Для получения глубины кривых блеска мы использовали два разных общедоступных пакета программного обеспечения для моделирования — Transit Analysis Package 9.0527 3 (tap; Газак и др., 2012) и jktebop ⁴ (Саутворт, Макстед и Смолли, 2004a,b; Саутворт, 2008) – которые имитируют форму кривых блеска, учитывая орбиту планеты и затемнение края звезда. tap использует байесовское распределение вероятностей с методами Монте-Карло с цепями Маркова (MCMC) и сэмплером Гиббса для подбора кривых транзитного блеска с использованием модели Mandel & Agol (2002) и использует функцию правдоподобия вейвлета для более надежной оценки неопределенности параметров (Carter & Winn 2009). ). Первоначально jktebop был разработан на основе программы ebop, написанной для затменных двойных звездных систем (Этцель, 1981; Поппер и Этцель, 1981), и использует метод Монте-Карло Левенберга-Марквадта (LMMC) для вычисления ошибок, хотя существуют дополнительные варианты вычисления ошибок (Саутворт и др.). , 2004a,b; Саутворт, 2010; Хойер и др., 2011).

Мы смоделировали каждый транзит отдельно с помощью крана после нормализации данных вне транзита до единицы, используя пять цепочек MCMC с длиной 100 000 звеньев каждая. (Заметим, что tap не принимает во внимание ошибки отдельных точек в 1σ в качестве входных данных.) Статистика Гельмана–Рубина (Gelman & Rubin 1992) использовался для обеспечения конвергенции цепей, как указано в Ford 2006. Мы также объединили данные из одних и тех же полос в один одновременный анализ касания для каждой полосы, чтобы увеличить нашу выборку и точность; все наши результаты касания перечислены в таблице 3. Во время анализа наклон ( i ), масштабированная большая полуось (⁠|${ \frac{a }{R_{{\rm S}} } }$|⁠ ), эксцентриситет ( e ), аргумент периастра (ω), квадратичные коэффициенты затемнения к краю (μ ₁ и μ ₂ ) и орбитальный период ( P _b ) планеты были зафиксированы в значениях, указанных в Таблице 2. отношение радиуса звезды (⁠|${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$|⁠) были оставлены в качестве свободных параметров. Кроме того, в качестве свободных параметров были оставлены белый и красный шумы, а также параметры аппроксимации воздушной массы (наклон и y -отрезок). Линейная (μ ₁ ) и квадратичная (μ ₂ ) коэффициенты потемнения к краю в каждой соответствующей полосе были взяты из Claret (1998) с использованием аппроксимаций звездных параметров GJ 1214 ( T _eff  = 3000, log g  = 5,0). См. Таблицу 2 для коэффициентов затемнения к краю, используемых для каждой полосы.

Таблица 2.

Фиксированные значения модели для метчика.

Период	1,580 404 81	Bean et al. (2011)
Наклон	88,94	Бин и др. (2011)
a / R S	14,9749	Bean et al. (2011)
Eccentricity	0.0
Omega	0.0
Harris V limb-darkening coefficients	0.6406, 0.2955	Claret (1998)
Харрис Р limb-darkening coefficients	0.5392, 0.3485	Claret (1998)
Sloan g ′ limb-darkening coefficients	0.6528, 0.2978	Claret (2004)

Период	1,580 404 81	Bean et al. (2011)
Наклон	88,94	Bean et al. (2011)
a / R S	14,9749	Бин и др. (2011)
Eccentricity	0.0
Omega	0.0
Harris V limb-darkening coefficients	0. 6406, 0.2955	Claret (1998)
Harris R коэффициенты затемнения к краю	0,5392, 0,3485	Бордовый (1998)
Sloan g ′ limb-darkening coefficients	0.6528, 0.2978	Claret (2004)

Открыть в новой вкладке

Таблица 2.

Фиксированные значения модели для метчика.

Период	1,580 404 81	Bean et al. (2011)
Наклон	88,94	Bean et al. (2011)
a / R S	14,9749	Бин и др. (2011)
Eccentricity	0.0
Omega	0.0
Harris V limb-darkening coefficients	0. 6406, 0.2955	Claret (1998)
Harris R коэффициенты затемнения к краю	0,5392, 0.3485	Claret (1998)
Sloan g ′ limb-darkening coefficients	0.6528, 0.2978	Claret (2004)

Period	1.580 404 81	Бин и др. (2011)
Наклон	88,94	Bean et al. (2011)
a / R S	14,9749	Бин и др. (2011)
Eccentricity	0.0
Omega	0.0
Harris V limb-darkening coefficients	0.6406, 0.2955	Claret (1998)
Harris R коэффициенты затемнения конечностей	0,5392, 0,3485	Claret (1998)
Sloan г ′ коэффициенты затемнения края	0,6528, 0,2978	Бордовый (2004)

Открыть в новой вкладке

Мы также провели аналогичный анализ наших данных с jktebop, чтобы сравнить результаты нашего касания с другим касанием. Мы получили результаты, согласующиеся с результатами tap, хотя и с несколько меньшими погрешностями (примерно в 1,5–3 раза). Было показано, что и jktebop, и tap дают аналогичные результаты при изучении другой транзитной экзопланеты, WASP-5b (Hoyer, Rojo & López-Morales 2012). Хойер и соавт. (2012) обнаружили, что в режиме по умолчанию jktebop может недооценивать ошибки в подобранных параметрах, поскольку в нем отсутствует оценка многопараметрической неопределенности и не учитывается красный шум. Включив функцию вероятности вейвлет-разложения (см. Carter & Winn 2009), нажатие позволяет параметрам, которые измеряют фотометрический рассеяние (некоррелированный белый шум и коррелированный по времени красный шум), развиваться как свободные параметры при подгонке транзита; метод касания восстановит традиционную статистику подгонки χ ² в случае отсутствия красного шума и белого шума, фиксированного на характеристической ошибке измерения (Джонсон и др., 2011). Хойер и соавт. (2011) также обнаружили, что если пространство параметров не имеет локальных минимумов, алгоритмы LMMC (jktebop) и MCMC (tap) эквивалентны, но минимизация LMMC может попасть в ловушку таких минимумов, и что результаты LMMC могут быть смещены в сторону их начальные входные значения. Мы получаем аналогичные результаты, полученные Хойером и соавт. (2012) тем, что ошибки, полученные в результате нашего анализа крана, немного больше, чем ошибки, полученные в результате нашего анализа jktebop. Мы решили использовать результаты касания в остальной части статьи из-за их более консервативных ошибок.

На кривой блеска от 18 июня в середине прохождения есть особенность, которая может повлиять на анализ отводов и наши измерения |${ \frac{R_{{\rm p}}} }{R_{{ \rm S}} } }$|⁠. Мы проверили, как изменится модель, просто исключив эти потенциально аномальные точки данных и выполнив подбор кривой блеска без них. Мы действительно находим немного большие |${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$| значения для транзита 18 июня, что, в свою очередь, немного увеличивает нашу объединенную ночь |${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$| значение в г ^′ полоса (на ∼0,0014). Однако в пределах ошибок эти значения согласуются со значениями, которые мы получили, используя все точки данных; чтобы избежать какой-либо систематической ошибки из-за попыток подобрать эти точки, мы приводим здесь значения, полученные с использованием всех данных.

Результаты нашего анализа отводов сведены в Таблицу 3, и сравнение наших результатов и |${\frac{R_{{\rm p}}}{R_{{\rm S}}}}$| значения из литературы показаны на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Результаты нашего комбинированного ночного анализа (последние три строки в таблице 3) по сравнению с другими опубликованными измерениями прохождения GJ 1214b. Наши результаты выделены красным жирным шрифтом; полосы ошибок полосы пропускания в наших измерениях представляют полуширину каждого фильтра. Мы наносим на график два примера моделей конечных членов, которые согласуются с различным набором существующих данных: водородная и туманная атмосфера с солнечным изобилием воды (зеленый) и водная атмосфера (синий). Первый демонстрирует большую модуляцию спектральных характеристик в результате большей высоты шкалы H 9.0063 2 на основе атмосферы.

Рисунок 3.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

То же, что и на рис.  2, но теперь включает данные, охватывающие больший диапазон длин волн. Подробности см. в подписи к рис. 3.

Рисунок 4.

Открыть в новой вкладкеСкачать слайд

Изменчивость вне транзита (ВП) g ^′ -данные наших наблюдений. Ось x представляет нормализованную эпоху, в которую наблюдались данные, с первыми g ^′ -эпоха полосы установлена ​​в единицу. Данные OoT за каждую ночь были откалиброваны с использованием одного и того же набора звезд сравнения; затем мы нашли средний уровень потока внеземных излучений за каждую ночь и нормализовали все данные путем деления на самое высокое среднее значение, соответствующее времени, когда звездная поверхность была наименее запятнана. Наибольшая разница наблюдается между эпохами 8 (10 июня) и 44 (6 августа), ~3 процента. Столбики погрешностей представляют собой стандартное отклонение потока Ута для каждой ночи.

Таблица 3. Результаты подгонки модели крана

.

0

0

0

0

0

0

_{— 0,00064}

_{— 0,00064}

_{— 0,00064 9004}

_{— 0,00064 9004}

_{— 0,00064 ^{+ 0,00063} — 0,00064 ^{.0528 − 0.0088}}  

Дата транзита (UTC) .	Фильтр .	Время в пути (BJD) .	Р Р / Р С .	Наклон воздушной массы .	Воздушная масса y — перехват .	Красный шум .
March 29	Harris R	245 6015.914 53 + 0.00037 − 0.00035	0.1203 + 0.0027 − 0.0030	-0.0098 + 0.0094 − 0.010	1.0005 + 0,00089 — 0,00084	0,0073 + 0,0032 — 0,0026
	. 74 65 + 0.00050 − 0.00051	0.1192 + 0.0037 − 0.0040	−0.0340 + 0.018 − 0.018	1.0002 + 0.0012 − 0.0011	0.0072 + 0.0055 — 0,0047
май 6	Harris V	245 6053.842 03 + 0,00063 — 0,00064	−0.0240 + 0.021 − 0.023	1.0011 + 0.0018 − 0.0016	0.0098 + 0.0054 − 0.0046
May 30	Sloan g ′	245 6077.549 70 + 0. 0011 − 0.0012	0.1210 + 0.0096 − 0.011	0.0070 + 0.031 − 0.030	0.9995 + 0.0025 − 0.0026	0.0171 + 0.0067 − 0.0058
June 5	Harris V	245 6083.870 44 + 0.00058 − 0.00058	0.1093 + 0.0049 − 0.0050	−0.0660 + 0.015 − 0.015	1.0015 + 0.0012 − 0.0012	0.0083 + 0.0061 − 0.0052
June 10	Sloan g ′	245 6088.511 12 + 0.00093 − 0.00083	0.1197 + 0.0068 − 0.0070	0.0040 + 0.025 − 0.023	0. 9995 + 0.0018 − 0.0019	0.0084 + 0.0077 − 0.0056
June 18	Sloan g ′	245 6096.501 20 + 0.0014 − 0.0015	0.1058 + 0.0096 − 0.012	0.0310 + 0.031 − 0.031	0.9966 + 0.0026 − 0.0027	0.0166 + 0.0073 − 0.0071
July 25	Sloan g ′	245 6134.443 20 + 0.0010 − 0.0011	0.1077 + 0.0078 − 0.0082	0.0000 + 0.025 − 0.024	0.9995 + 0.0020 − 0.0020	0.0090 + 0.0085 − 0,0059
Август 6	Слоан G ′	245 6145,505 90 + 0,0012 — 0,0014	27 + 0,0012 — 0,0014 . 0528 − 0.018	0.1110 + 0.043 − 0.047	0.9932 + 0.0038 − 0.0035	0.022 + 0.014 − 0.012
Two nights	Harris R	—	0,1192 + 0,0026 — 0,0029	0,0000 + 0,011 — 0,011	1,0000 + 0,011	1,0000 — 0,011	1,0000 — 0,011	1,00528 + 0,0119113	1,00528 + 0,0119113	1,00528.1	0.0104 + 0.0034 − 0.0032
Two nights	Harris V	–	0.1108 + 0.0027 − 0.0028	0.0019 + 0.0089 − 0.0089	0.9998 + 0.00068 − 0.00067	0. 0043 + 0.0042 − 0.0030
Five nights	Sloan g ′	–	0.1169 + 0.0041 − 0.0043	0.030 + 0.013 − 0.012	0.9974 + 0.0011 − 0.0012	0.0092 + 0.0072 − 0.0060

.0527 + 0.00058 _{− 0.00058}  

11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111н 9н. 0528 _{− 0.0070}  

— 0,012 ^{+ 0,0096} .0064  

_–0,0028

27 _{–0,0028 –0,0028 ^. − 0.0089}  

Дата транзита (UTC) .	Фильтр .	Время в пути (BJD) .	Р Р / Р С .	Наклон воздушной массы .	Воздушная масса y — перехват .	Красный шум .
March 29	Harris R	245 6015.914 53 + 0.00037 − 0.00035	0. 1203 + 0.0027 − 0.0030	-0.0098 + 0.0094 − 0.010	1.0005 + 0.00089 − 0.00084	0.0073 + 0.0032 − 0.0026
April 9	Harris R	245 6026.974 65 + 0.00050 − 0.00051	0.1192 + 0.0037 − 0.0040	−0.0340 + 0.018 − 0.018	1.0002 + 0.0012 − 0.0011	0.0072 + 0.0055 − 0.0047
May 6	Harris V	245 6053.842 03 + 0.00063 − 0.00064	0.1108 + 0.0069 − 0.0088	−0,0240 + 0,021 — 0,023	1,0011 + 0,0018 — 0,0016	0,0098 — 0,0016	0,0098 — 0,0016	0,0098 — 0,0016	0,0098 — 0,0016	8 — 0,0016	8 — 0,0016 . 0110
May 30	Sloan g ′	245 6077.549 70 + 0.0011 − 0.0012	0.1210 + 0.0096 − 0.011	0.0070 + 0.031 − 0.030	0,9995 + 0,0025 — 0,0026	0,0171 + 0,0067 — 0,0058
— 0,0058
— 0,0058
— 0,0058
— 0,0058
— 0,0058	0.1093 + 0.0049 − 0.0050	−0.0660 + 0.015 − 0.015	1.0015 + 0.0012 − 0.0012	0.0083 + 0.0061 — 0,0052
июня 10	Sloan G ′	245 6088,511 12 + 0,00093 — 0,000393 27 + 0,00093 — 0,000393 4	0.0040 + 0.025 − 0.023	0.9995 + 0.0018 − 0.0019	0.0084 + 0.0077 − 0.0056
June 18	Sloan g ′	245 6096,501 20 + 0,0014 — 0,0015	0,1058 + 0,0096 — 0,012	81011111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111118	0.9966 + 0.0026 − 0.0027	0.0166 + 0.0073 − 0.0071
July 25	Sloan g ′	245 6134.443 20 + 0.0010 − 0.0011	0.1077 + 0.0078 − 0.0082	0. 0000 + 0.025 − 0.024	0.9995 + 0.0020 − 0.0020	0.0090 + 0.0085 − 0.0059
August 6	Sloan g ′	245 6145.505 90 + 0.0012 − 0.0014	0.1250 + 0.012 − 0.018	0,1110 + 0,043 — 0,047	0,9932 + 0,0038 — 0,0035	0,022 + 0,0114	0,022 + 0,014	0,022 + 0,014	0,022 + 0,014	0,022 + 0,014	0,022 9052,0113	Harris R	–	0.1192 + 0.0026 − 0.0029	0.0000 + 0.011 − 0.011	1.0000 + 0.00093 − 0.00091	0. 0104 + 0.0034 — 0,0032
Две ночи	Harris V	—	0,1108 + 0,0027 –0,0028	0111999999999999999999998 0,0028	0111199999999999999999978 –0,0028
0.9998 + 0.00068 − 0.00067	0.0043 + 0.0042 − 0.0030
Five nights	Sloan g ′	–	0.1169 + 0.0041 − 0.0043	0.030 + 0.013 − 0.012	0.9974 + 0.0011 − 0.0012	0.0092 + 0.0072 − 0,0060

Открыть в новой вкладке

Таблица 3. Результаты подгонки модели крана

.

9057 + .0064  

_{— 0,0027}

_{— 0,0027 ^{+ 0,0026} — 0,0027 ^{+ 0,0026} — 0,0027 ^.0064}  

Дата транзита (UTC) .	Фильтр .	Время в пути (BJD) .	Р Р / Р С .	Наклон воздушной массы .	Airmass y -перехват .	Красный шум .
March 29	Harris R	245 6015.914 53 + 0.00037 − 0.00035	0.1203 + 0.0027 − 0.0030	-0.0098 + 0.0094 − 0.010	1,0005 + 0,00089 − 0,00084	0,0073 + 0,0032 − 0.0026
April 9	Harris R	245 6026.974 65 + 0.00050 − 0.00051	0. 1192 + 0.0037 − 0.0040	−0.0340 + 0.018 − 0.018	1.0002 + 0.0012 − 0.0011	0.0072 + 0.0055 − 0.0047
May 6	Harris V	245 6053.842 03 + 0.00063 − 0.00064	0.1108 + 0.0069 − 0.0088	−0.0240 + 0.021 − 0.023	1.0011 + 0.0018 − 0.0016	0,0098 + 0,0054 — 0,0046
май 30	Sloan G ′	245 6077,549970 + 0,00118 9057 + 0,00118 9057 + 0,0018 9057 + 0,00118 9057 + 0,00118 9057 + 0,0057 +	7 9057 + 0,001127 9057 +	0.1210 + 0.0096 − 0.011	0. 0070 + 0.031 − 0.030	0.9995 + 0.0025 − 0.0026	0.0171 + 0.0067 − 0.0058
June 5	Harris V	245 6083.870 44 + 0.00058 − 0.00058	0.1093 + 0.0049 − 0.0050	−0.0660 + 0.015 − 0.015	1.0015 + 0.0012 − 0.0012	0.0083 + 0.0061 − 0.0052
June 10	Sloan g ′	245 6088.511 12 + 0.00093 − 0.00083	0.1197 + 0.0068 − 0.0070	0.0040 + 0.025 − 0.023	0.9995 + 0.0018 − 0.0019	0.0084 + 0.0077 − 0. 0056
June 18	Sloan g ′	245 6096.501 20 + 0.0014 − 0.0015	0.1058 + 0.0096 — 0,012	0,0310 + 0,031 — 0,031	0,9966 + 0,0026 — 0,0027
July 25	Sloan g ′	245 6134.443 20 + 0.0010 − 0.0011	0.1077 + 0.0078 − 0.0082	0.0000 + 0.025 − 0.024	0.9995 + 0.0020 − 0.0020	0.0090 + 0.0085 − 0.0059
August 6	Sloan g ′	245 6145. 505 90 + 0.0012 − 0.0014	0.1250 + 0.012 − 0.018	0.1110 + 0.043 − 0.047	0.9932 + 0.0038 − 0.0035	0,022 + 0,014 — 0,012
Две ночи	Harris R	—	0,1192 + 0,001366669112 9018 9018	918	918	9018

669918 0,1192 ^{+ 0,00266666669918}

0,1192 + 0,00113

— 0,1192

+ 0,00113

—.0113

0.0000 ^{+ 0.011} _{− 0.011}   1.0000 ^{+ 0.00093} _{− 0.00091}   0.0104 ^{+ 0.0034} _{− 0.0032}   Two nights  Harris V   –  0.1108 ^{+ 0.0027} _{− 0.0028}   0.0019 ^{+ 0.0089} _{− 0. 0089}   0.9998 ^{+ 0.00068} _{− 0.00067}   0.0043 ^{+ 0.0042} _{− 0.0030}   Five nights  Sloan g ^′   –  0.1169 ^{+ 0.0041} _{− 0.0043}   0.030 ^{+ 0.013} _{− 0.012}   0.9974 ^{+ 0.0011} _{− 0.0012}   0.0092 ^{+ 0.0072} _{− 0.0060}  

9015 9015

111113 9015111113 _{— 0,0015} ^{+ 0,0014} _{— 0,0015 9004 ^{+ 0,0014} — 0,0015 ^.6 − 0.012}  

— 0,0018 ^{. 0064}  

Transit date (UTC) .	Фильтр .	Время в пути (BJD) .	Р Р / Р С .	Наклон воздушной массы .	Воздушная масса y — перехват .	Красный шум .
29 марта	Харрис R	245 6015,914 53 + 0,00037 5 0,0903 −0064	0. 1203 + 0.0027 − 0.0030	-0.0098 + 0.0094 − 0.010	1.0005 + 0.00089 − 0.00084	0.0073 + 0.0032 − 0.0026
April 9	Harris R	245 6026.974 65 + 0.00050 − 0.00051	0.1192 + 0.0037 − 0.0040	−0.0340 + 0.018 − 0.018	1.0002 + 0.0012 − 0.0011	0.0072 + 0.0055 − 0.0047
May 6	Harris V	245 6053.842 03 + 0.00063 — 0,00064	0,1108 + 0,0069 — 0,0088	−0,0240 + 0,021 –0,023 + 0,021 — 0,023 + 0,021 — 0,023 + 0,021 — 0,023 + 0,021. 0064	0.0098 + 0.0054 − 0.0046
May 30	Sloan g ′	245 6077.549 70 + 0.0011 − 0.0012	0.1210 + 0.0096 − 0.011	0,0070 + 0,031 — 0,030	0,9995 + 0,0025 — 0,0026	0,017111927 + 0,0026	0,0171111927 + 0,0026	0,0171111927 + 0,0026.0110
June 5	Harris V	245 6083.870 44 + 0.00058 − 0.00058	0.1093 + 0.0049 − 0.0050	−0.0660 + 0.015 − 0.015	1.0015 + 0.0012 − 0.0012	0.0083 + 0.0061 − 0.0052
June 10	Sloan g ′	245 6088. 511 12 + 0.00093 − 0.00083	0.1197 + 0.0068 − 0.0070	0.0040 + 0.025 − 0.023	0.9995 + 0.0018 − 0.0019	0.0084 + 0.0077 − 0,0056
июня 18	Sloan G ′	245 6096,501 20 + 0,0014 — 0,0015
0.0310 + 0.031 − 0.031	0.9966 + 0.0026 − 0.0027	0.0166 + 0.0073 − 0.0071
July 25	Sloan g ′	245 6134.443 20 + 0,0010 — 0,0011	0,1077 + 0,0078 — 0,0082 + 0,0078 — 0,0082 + 0,0078 — 0,0082 + 0,0078 — 0,0082 + 0,0078 — 0,0082 + 0,0078 — 0,0082 + 0,0078	0.9995 + 0.0020 − 0.0020	0.0090 + 0.0085 − 0.0059
August 6	Sloan g ′	245 6145.505 90 + 0.0012 − 0.0014	0,1250 + 0,012 — 0,018	0,1110 + 0,043 — 0,047	0,9932 + 0,047	0,9932 + 0,047	0,9932 + 0,047	0,9052 — 0,047	0, + 0,047	.0112 0.022 + 0.014 − 0.012
Two nights	Harris R	–	0.1192 + 0.0026 − 0.0029	0.0000 + 0.011 − 0.011	1.0000 + 0,00093 — 0,00091	0,0104 + 0,0034 — 0,0032
	Harris V
	V
	V
	444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444. 0113	0.1108 + 0.0027 − 0.0028	0.0019 + 0.0089 − 0.0089	0.9998 + 0.00068 − 0.00067	0.0043 + 0.0042 − 0.0030
Five nights	Sloan g ′	–	0.1169 + 0.0041 − 0.0043	0.030 + 0.013 − 0.012	0,9974 + 0,0011 — 0,0012	0,0092 + 0,0072 — 0,0060

9000 3

.
Открыть в новой вкладке

4 ОБСУЖДЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Наш производный |${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$| значения соответствуют указанным в литературе (см. рис. 2). В нашем анализе используются те же значения для периода, наклона ( i ), |${ \frac{a}{R_{{\rm S}} } }$|⁠, эксцентриситета и омеги (см. Таблицу 2), используемые Бин и др. (2010, 2011), что делает наши результаты напрямую сопоставимыми с их результатами. Эти значения также использовались de Mooij et al. (2012), за исключением периода, для которого de Mooij et al. (2012) использовали 1,580 404 8346 d, а не Bean et al. (2011) 1,580 404 81 д. Бин и др. (2011) позволили коэффициентам затемнения к краю быть свободными параметрами в их анализе подгонки, используя в качестве априорных значений теоретические значения, которые они вычислили на основе моделей PHOENIX GJ 1214A со звездными параметрами T _eff  = 3026 K, [M/H] = 0,0 и log г  = 5,0. В Bean et al. (2011), поэтому мы не можем напрямую сравнивать наши коэффициенты затемнения конечностей. Мы использовали значения коэффициента затемнения к краю из различных источников Claret (см. Таблицу 2), соответствующие звездным параметрам, очень похожим на Bean et al. (2011): T _eff  = 3000 K, [M/H] = 0,0 и log г  = 5,0. Де Муидж и соавт. (2012) использовали четырехпараметрический закон затемнения конечностей, поэтому наши коэффициенты также нельзя сравнивать напрямую, хотя de Mooij et al. (2012) используют одни и те же значения звездных параметров ( T _eff  = 3026 K, [M/H] = 0,0 и log g  = 5,0) и Claret (2000, 2004) в качестве источников для их нелинейных коэффициенты потемнения к краю.

GJ 1214A, как известно, обладает переменностью, вызванной звездными пятнами (Шарбонно и др., 2009; Берта и др., 2011), и звездная активность может оказывать заметное влияние на спектр пропускания проходящей планеты от звездных пятен, которые скрыты или не закрыт планетой (Понт и др., 2008; Агол и др., 2010; Синг и др., 2011). Если планета проходит перед звездным пятном, полностью или частично маскируя его на поверхности звезды, наблюдаемый поток будет увеличиваться пропорционально эффекту затемнения звездного пятна на общий поток звезды, что приводит к недооценке истинного размер планеты и уменьшение |${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$|⁠. Если звездное пятно не перекрывается планетой, глубина прохождения будет казаться большей, так как планета пройдет над областью, которая в среднем ярче всей звезды; это уменьшит эффективный звездный радиус и увеличит |${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$| (эти эффекты параметризованы в Sing et al. 2011). Де Муидж и соавт. (2012) из ​​своих наблюдений за GJ 1214A вне пути обнаружили, что поправки в их |${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$| наблюдения в r полоса и K _s полоса из-за возможности перекрытия звездных пятен были 0,0011 и 0,0003 соответственно. Эти авторы также рассчитали влияние различных базовых уровней незакрытых пятен на наблюдения спектра пропускания GJ 1214b и обнаружили, что при доле покрытия пятен, равной 10 процентов, изменение их |${ \frac{R_{{\ rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$| значения составляли -0,0007 в полосе  г и ∼-0,00065 в полосе r (авторы сместили их значения таким образом, чтобы i — соотношение радиусов полос осталось неизменным базовым значением, чтобы было легче сравнивать с нескорректированными результатами). Из-за ошибок в нашем производном |${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$| значений, уровень вариаций, вызванных звездными пятнами, рассчитанный de Mooij et al. (2012) не отличается от наших данных.

Мы также выполнили наши собственные проверочные расчеты для возможных поправок звездных пятен, используя внетранзитные данные в полосе g ^′ , т.е. транзитные данные. Эта проверка позволяет нам напрямую исследовать переменность родительской звезды в g ^′ полоса, наша самая «синяя» полоса и, следовательно, наиболее пораженная пятнами. Мы брали внетранзитные данные за каждую ночь, калибровали по одним и тем же звездам сравнения, находили средний относительный внетранзитный поток и нормализовали его на самую яркую эпоху (6 августа; см. рис. 4), которую мы считать эпохой с наименьшим охватом пятнами. Между самой тусклой (10 июня) и самой яркой (6 августа) эпохами произошло изменение потока звезды примерно на 3 процента, что соответствует глубине прохождения, которая больше на 1/0,9. 7, или ∼1,03, из-за звездных пятен. Чтобы гарантировать, что наблюдаемое изменение потока GJ 1214A не было связано с систематической ошибкой, мы провели такой же анализ для трех ближайших (по угловому разнесению) опорных звезд и обнаружили, что их поток менялся на <1 процента за период времени наших наблюдений в полосе g ^′ . Таким образом, мы предполагаем, что ~3 процентная изменчивость потока GJ 1214A реальна, и что это изменение потока родительской звезды связано с темными пятнами; мы не рассматриваем яркие области площадей или факелов. Обратите внимание, что незатененная темная область сделает транзит более глубоким, чем он есть на самом деле. Применение этой поправки на звездное пятно к транзиту 10 июня дает поправку на глубину транзита (0,1196) ²  × 0,03 = 0,000 43, или |${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$| коррекция 0,0018 (с использованием наших значений кран-анализа за 10 июня; см. Таблицу 3). Согласно нашим данным, это наибольшая величина коррекции, которая может повлиять на наши |${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$| значений, и это заметно меньше, чем у нашего на основе крана |${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$| ошибок на 10 июня ^{+ 0,0064} _{− 0,0068} . Так как 10 июня была самая тусклая эпоха, остальные g ^′ ночи потенциальные поправки звездного пятна еще меньше, а для полос V и R можно предположить меньшую вариацию потока из-за меньшего контраста потока между пятнами и окружающей звездной поверхностью на более красные длины волн. Таким образом, хотя изменчивость GJ 1214A следует принимать во внимание при оценке транзитных наблюдений, проведенных в течение нескольких эпох, мы подтверждаем, что результирующая разница в |${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$| которое могло быть вызвано звездными пятнами, находится в пределах наших погрешностей и, следовательно, не различимо с нашими наблюдениями.

Мы находим соответствие в пределах ошибок между нашими данными, основанными на пяти ночах наблюдений, и большим радиусом планеты в полосе g ^′ , найденным de Mooij et al. (2012), которая основывалась только на одной ночи наблюдений. Однако наши объединенные наблюдения в полосе g ^′ (последняя строка в таблице 3) показывают, что радиус планеты в полосе g ^′ может быть на самом деле меньше (примерно на 0,7σ меньше), чем обнаруженный de Mooij et al. др. (2012). Взятые с низкой V -диапазон |${ \frac{R_{{\rm p}} }{R_{{\rm S}} } }$| значение, которое мы находим (где полоса V охватывает 473–686 мкм; FWHM 88 мкм), наши результаты показывают, что отношение радиуса планеты к звезде не увеличивается значительно на более коротких длинах волн; в пределах наших погрешностей, полученных в результате тап-анализа, спектр GJ 1214b согласуется с нулевым наклоном (плоским) от ~ 400 до 800 нм (см. рис. 2 и 3).

Текущие наблюдения пропускания GJ 1214b несколько противоречивы в оптическом и K -диапазон длин волн, что затрудняет изучение его состава. В то время как большинство наблюдений с высоким отношением сигнал/шум указывают на невыразительный, плоский спектр в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах (Бин и др., 2010, 2011; Дезерт и др., 2011a; Берта и др., 2012; Нарита и др., 2012), измерения Croll et al. (2011) (в полосе K _s ), de Mooij et al. (2012) ( g полоса и K _s полоса) и Murgas et al. (2012) (около полосы R ) указывают на возможное изменение глубины прохождения в зависимости от длины волны. Тем не менее, есть несколько ограничений, которые сохраняются, учитывая две модели конечных элементов, одна из которых основана на водороде, а другая на основе воды (или тяжелого газа), которые были предложены для объяснения структуры атмосферы GJ 1214b. Наблюдаемые спектральные особенности GJ 1214b настолько приглушены, что, если бы он действительно имел H ₂ богатая атмосфера, заметные спектральные особенности воды необходимо уменьшить за счет добавления крупных (> 1  мкм) частиц (Бин и др., 2010; Кролл и др., 2011; Берта и др., 2012; Хоу и Берроуз). 2012) и/или уменьшение содержания воды на единицу ниже ожидаемого в атмосфере с солнечным изобилием элементов (de Mooij et al., 2012; Howe & Burrows, 2012). В качестве альтернативы варианты богатой водой атмосферы, предложенные для GJ 1214b, имеют приглушенные черты в результате большей средней молекулярной массы атмосферы и, следовательно, меньшей высоты шкалы. 2$| были рассчитаны с помощью численной модели, которая суммирует вклады прохождения первичной звезды через край внесолнечной планеты. Поглощение света определяется по касательной при давлениях от 10 ⁻⁷ до 10 бар. Поскольку до сих пор нет доказательств присутствия метана или аммиака, как можно было бы ожидать в термохимически равновесной атмосфере при температурах атмосферы GJ 1214b (Миллер-Риччи Кемптон и др., 2012), мы включаем спектроскопическое поглощение из-за воды только, который рассчитывается с использованием коэффициентов поглощения Freedman, Marley & Lodders (2008) и в предположении о постоянном коэффициенте смешивания, как и ожидалось для уровней давления, которые мы зондируем (ниже 10 ⁻⁵ бар) (Miller-Ricci Kempton et al. 2012). Модель на основе H ₂ , показанная на рисунках 2 и 3, предполагает обилие воды 3,5 × 10 ⁻⁵ и облако ярко рассеивающих частиц (с действительным и мнимым показателями преломления 1,65 и 10 ⁻⁴ ). ниже 1 м бар, что представляет собой решение, приглушающее водные элементы. Эта конкретная модель, одно из многих вырожденных решений, сравнивается с моделью необлачной водной атмосферы, чтобы проиллюстрировать различные наклоны между 0,3 и 0,9.мкм, которые возникают в основном из-за разной высоты атмосферного масштаба. Атмосфера на основе H ₂ имеет спектр, демонстрирующий увеличение непрозрачности из-за рэлеевского рассеяния, на что указывают наблюдения de Mooij et al. (2012). Атмосфера H ₂ на основе O исключена наблюдениями de Mooij et al. (2012), потому что малая высота масштаба модели снижает радиус 0,46  мкм ниже измеренного.

Наши измерения согласуются с предыдущими исследованиями; мы измеряем g ^′ — радиус полосы, соответствующий данным de Mooij et al. (2012), но допускает большее количество решений, включающих атмосферу на основе H ₂ O. Мы записали первые наблюдения GJ 1214b в полосе V (с центром на 0,55 мкм). Эти данные указывают на более низкое поглощение, более соответствующее атмосфере H ₂ , богатой O, или смеси H ₂ и воды, то есть промежуточной атмосферной структуре. Такую атмосферу можно было бы ожидать, потому что любой H ₂ Атмосфера, богатая кислородом, обязательно будет производить водород посредством фотохимии. Мы измеряем радиус полосы R , который также соответствует либо H ₂ , либо промежуточной атмосфере на основе воды и H ₂ . В совокупности наши наблюдения можно лучше всего интерпретировать с атмосферой, состоящей частично из H ₂ и частично из воды. Однако необходимы дополнительные наблюдения с наземных и космических платформ, чтобы установить оптический континуум GJ 1214b.

Данные, представленные в этом документе, были получены с помощью роботизированного телескопа STELLA на Тенерифе, объекта AIP, которым совместно управляют AIP и IAC. Мы благодарны сотрудникам 1,55-метрового телескопа Койпера за их терпение и Университету Аризоны TAC за предоставленное время для этих наблюдений. Авторы благодарят Эми Робертсон, Тимоти Карлтона и Кевина Харграда-Ульмана за помощь в наблюдениях на телескопе Койпера; Томасу Гранцеру за поддержку STELLA и Клаусу Г. Штрассмайеру за советы; Дж. Саутворту и Дж. Истману за продуктивные беседы об их программах транзитной подгонки экзопланеты; и анонимному рецензенту за его/ее полезные правки и комментарии. CG, JDT и JKT были частично поддержаны грантом NASA Planetary Astmopheres № NNX11AD9.2G.

ПРИМЕЧАНИЕ. В процессе повторной отправки этой работы был представлен еще один документ, касающийся GJ 1214b (Fraine et al. 2013). Выводы этой работы не затронуты новым представлением.

1

iraf распространяется Национальной оптической астрономической обсерваторией, которая управляется Ассоциацией университетов по исследованиям в области астрономии, Inc., в соответствии с соглашением о сотрудничестве с Национальным научным фондом.

2

http://www. astromatic.net/software/sextractor

3

http://ifa.hawaii.edu/users/zgazak/IfA/TAP.html

4

http://www.astro.keele.ac.uk/jkt/codes/jktebop.html

REFERENCES

Agol

E.

, 

Cowan

N. B.

, 

Knutson

H. A.

, 

Deming

D.

, 

Steffen

J. H.

,

Генри

Г. В.

,

Шарбонно

Д.

. ,

ApJ

,

2010

, том.

721

стр.

1861

Бин

J. L.

,

Miller-RIRCI Kempton

E.

,

Homeier

D.

. ,

Нат

,

2010

, том.

468

стр.

669

 

Фасоль

J. L.

, и др. ,

ApJ

,

2011

, том.

743

стр.

92

 

Berta

Z. K.

, 

Charbonneau

D.

, 

Bean

J.

, 

Irwin

J.

, 

Burke

C. J.

,

Пустыня

Ж.-М.

,

Nutzman

P.

,

Falco

E. E.

. ,

ApJ

,

2011

, том.

736

стр.

12

 

Берта

З.К.

, и др. ,

ApJ

,

2012

, том.

747

стр.

35

 

Бертен

E.

,

Arnouts

S.

. ,

A&AS

,

1996

, том.

117

стр.

393

 

Боруки

У. Дж.

.

для команды Кеплера ,

ApJ

,

2012

, том.

745

стр.

120

 

Картер

Дж. А.

,

Винн

Дж. Н.

. ,

ApJ

,

2009

, том.

704

стр.

51

 

Шарбонно

Д.

, и др. ,

Нат

,

2009

, том.

462

стр.

891

 

Бордовый

А.

. , 

Онлайн-каталог данных VizieR

, 

1998

, vol.

333

стр.

50647

 

 

Бордовый

А.

. , 

Онлайн-каталог данных VizieR

, 

2000

, vol.

336

стр.

31081

 

 

Бордовый

А.

. , 

Онлайн-каталог данных VizieR

, 

2004

, vol.

342

стр.

81001

 

 

Croll

B.

, 

Albert

L.

, 

Jayawardhana

R.

, 

Miller-Ricci

Kempton E.

,

Фортни

Дж. Дж.

,

Мюррей

Н.

,

Нейлсон

Х.

. ,

ApJ

,

2011

, том.

736

стр.

78

Crossfield

I. J. M.

,

Бармен

T.

,

Hansen

B. M. S.

. ,

ApJ

,

2011

, том.

736

стр.

132

 

De Mooij

E. J. W.

, и др. , 

A&A

, 

2012

, том.

538

стр.

А46

 

Пустыня

Ж.-М.

и др. ,

ApJ

,

2011

, том.

731

стр.

L40

 

Диттманн

J. A.

,

Close

L. M.

,

Green

E. M.

,

Scuder

L. J.

,

Males

J..

,

. ,

ApJ

,

2009a

, том.

699

стр.

L48

 

Dittmann

J. A.

,

Close

L. M.

,

Зеленый

E. M.

, 

Фенвик

М.

. ,

ApJ

,

2009b

, том.

701

стр.

756

 

Dittmann

J. A.

, 

Close

L. M.

, 

Scuderi

L. J.

, 

Morris

M. D.

. , 

ApJ

,

2010

, том.

717

стр.

235

 

Dittmann

J. A.

, 

Close

L. M.

, 

Scuderi

L. J.

, 

Turner

J.

, 

Stephenson

P. C.

. , 

Новый Астрон.

,

2012

, том.

17

стр.

438

 

Этцель

П. Б.

.

Carling

E.B.

,

Копал

Z.

. , 

Проц. Институт перспективных исследований НАТО.

,

1981

Дордрехт

Рейдел

стр.

111

 

Форд

Э. Б.

. ,

ApJ

,

2006

, том.

642

стр.

505

 

Fraine

J. D.

, et al. ,

2013

Freedman

R. S.

,

Marley

M. S.

,

Lodders

K.

. ,

ApJS

,

2008

, том.

174

стр.

504

 

Газак

J. Z.

, 

Johnson

J. A.

, 

Tonry

J.

, 

Dragomir

D.

, 

Eastman

J.

, 

Mann

A. W.

,

Агол

Е.

. , 

Доп. Астрон.

,

2012

, том.

2012

стр.

6

 

Гельман

А.

,

Рубин

Д. Б.

. , 

Стат. науч.

,

1992

, том.

7

стр.

457

 

Harpsøe

K. B. W.

, et al. , 

A&A

, 

2013

, том.

549

стр.

А10

 

Ховард

А. В.

и др. ,

Sci

,

2010

, vol.

330

стр.

653

 

Hoyer

S.

, 

Rojo

P.

, 

López-Morales

M.

, 

Díaz

R. F.

, 

Chambers

Дж.

,

Миннити

Д.

. , 

ApJ

,

2011

, том.

733

стр.

53

Hoyer

S.

,

Rojo

P.

,

López-Morales

M.

. ,

ApJ

,

2012

, том.

748

стр.

22

 

Johnson

J. A.

, et al. , 

ApJ

,

2011

, том.

730

стр.

79

 

Kundurthy

P.

, 

Agol

E.

, 

Becker

A. C.

, 

Barnes

R.

, 

Williams

B

,

Мукадам

А.

. ,

ApJ

,

2011

, том.

731

стр.

123

 

Право

Н. М.

, и др. ,

ApJ

,

2013

, том.

145

стр.

58

 

Мандель

К.

, 

Агол

Э.

. ,

ApJ

,

2002

, том.

580

стр.

L171

 

Матуте

I.

, и др. , 

A&A

, 

2012

, том.

542

стр.

A20

 

Miller-Ricci

E.

, 

Fortney

J. J.

. ,

ApJ

,

2010

, том.

716

стр.

L74

 

Миллер-Риччи Кемптон

E.

,

Zahnle

K.

,

Fortney

J. J.

. ,

ApJ

,

2012

, том.

745

стр.

3

 

Мюрхед

P. S.

, и др. ,

ApJ

,

2012

, том.

747

стр.

144

 

Мургас

F.

, 

Pallé

E.

, 

Cabrera-Lavers

A.

, 

Colón

K. D.

, 

Marín

E. L.

, 

Parviainen

Х.

. , 

A&A

, 

2012

, том.

544

стр.

A41

 

Нарита

Н.

, 

Nagayama

T.

, 

Suenaga

T.

, 

Fukui

A.

, 

Ikoma

M.

, 

Nakajima

Y.

,

Нишияма

С.

,

Тамура

М.

. , 

2012

 

Polishook

D.

, и др. , 

МНИРАН

,

2012

, том.

241

стр.

2094

 

Pont

F.

, 

Knutson

H.

, 

Gilliland

R. L.

, 

Moutou

C.

, 

Charbonneau

D

. ,

МНРАН

,

2008

, том.

385

стр.

109

 

Поппер

Д. М.

,

Этцель

П. Б.

. ,

AJ

,

1981

, том.

86

стр.

102

 

Rogers

L. A.

,

Seager

S.

. ,

ApJ

,

2010

, том.

716

стр.

1208

 

Сада

P. V.

и др. ,

PASP

,

2012

, том.

124

стр.

212

 

Scuderi

L. J.

, 

Dittmann

J. A.

, 

Males

J. R.

, 

Green

E. M.

, 

Close

L. M.

. ,

ApJ

,

2010

, том.

714

стр.

462

 

Синг

Д. К.

, и др. ,

МНРАН

,

2011

, том.

416

стр.

1443

 

Саутворт

Дж.

. ,

МНРАН

,

2008

, том.

386

стр.

1644

 

Саутворт

Дж.

. ,

МНРАН

,

2010

, том.

408

стр.

1689

Southworth

J.

,

Maxted

P. F. L.

,

Smalley

B.

. ,

МНРАН

,

2004а

, том.

349

стр.

547

Southworth

J.

,

Maxted

P. F. L.

,

Smalley

B.

. ,

МНРАН

,

2004б

, том.

351

стр.

1277

 

Strassmeier

K. G.

, и др. , 

Доп. Астрон.

,

2010

, том.

6

 

 

Тернер

Дж. Д.

, и др. ,

МНРАН

,

2013

, том.