Субнептуновые экзопланеты, размеры которых чуть меньше Нептуна, являются одними из самых распространенных типов планет в галактике Млечный Путь. На сегодняшний день они составляют почти треть от более чем 6300 подтвержденных экзопланет. Тем не менее, их характеристики остаются относительно неизвестными. Это связано с тем, что в нашей солнечной системе нет аналогичных субнептунов, а их атмосферы обычно плотные и туманные, что затрудняет наблюдения, даже с помощью мощных инструментов, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST).
В недавнем исследовании, проведенном командой ученых из Университета Чикаго (UChicago) совместно с коллегами из США и Канады, были сделаны шаги к лучшему пониманию состава субнептунов. Исследование, опубликованное в журнале The Astrophysical Journal, проанализировало атмосферный и внутренний состав экзопланеты TOI-270 d, открытой в 2019 году и находящейся на расстоянии около 73 световых лет от Земли. Радиус и масса TOI-270 d примерно в два и 4,2 раза больше соответствующих параметров Земли, а ее орбитальный период вокруг красного карлика составляет 11,4 дня.
В атмосферных данных TOI-270 d, полученных с помощью JWST, уже была обнаружена присутствие углекислого газа, метана и водорода — комбинация, которая указывает на наличие воды. Однако состояние этой воды остается неопределенным: пока ученые не могут сказать, является ли вода в твёрдом, жидком или газообразном состоянии, а также какие условия способствуют их смешиванию или разделению.
Исследователи пришли к выводу, что температурные условия и соотношение водорода и воды влияют на процесс смешивания. В частности, для TOI-270 d было установлено, что в ее атмосфере содержится больше воды, чем водорода. При температуре 537 градусов Цельсия (1000 градусов Фаренгейта) вода может тонуть под атмосферой водорода, что затрудняет ее обнаружение. Таким образом, субнептуны могут содержать больше воды, чем считалось ранее, что ставит под сомнение давние гипотезы о том, что их внутренняя структура однородна, а не разделена.
«Совершенно возможно, что эти планеты скрывают гораздо больше воды, чем говорит их атмосфера», — отмечает доктор Каролина Пиауле́т-Горайеб, ведущий автор исследования и научный сотрудник UChicago. «Это важный вопрос, поскольку вода имеет огромное значение для жизни, как мы ее знаем, и сигнализирует о необходимости более тонкого анализа данных, поступающих от новых мощных телескопов, чтобы действительно понять, что происходит».
Среди «новых мощных телескопов», о которых упоминает доктор Пиаулет-Горайеб, можно выделить несколько проектов NASA, Европейского космического агентства (ESA) и Европейской южной обсерватории (ESO). Особенно стоит отметить запланированный запуск телескопа Nancy Grace Roman от NASA, который должен состояться 30 августа 2026 года и будет использовать коронограф для прямого наблюдения экзопланет. Также планируется запуск наземного телескопа Extremely Large Telescope (ELT) от ESO, который сейчас находится на стадии строительства и должен начать свои научные операции к декабрю 2030 года.
Каковы будут новые открытия о субнептунах и их глубоких водяных атмосферах в будущем? Время покажет, и именно поэтому мы занимаемся наукой!
Не забудьте подписаться на наши каналы Дзен, Telegram и ВК.
Мы всегда рады видеть вас среди наших читателей и подписчиков SpaceDiscover!
