Телескопи “Хаббл” і “Спітцер” відкрили першу відносно невелику планету розмірами з Нептун, чия атмосфера і надра фактично цілком складаються із чистого гелію і водню — типових зоряних “будматеріалів”, йдеться в статті, опублікованій в журналі Science.
“Цей “гарячий нептун” набагато менший за своїми розмірами, ніж інші планети, чию атмосферу нам вдалося детально вивчити, і тому це відкриття є як великий прорив у розумінні того, як виникають планетні системи і як цей процес міг йти інакше в Сонячній системі”, — заявив Девід Сінг (David Sing) з університету Ексетера (Великобританія).
Рубінові дощі і свинцеві хмари
За останні десять років астрономи відкрили тисячі планет за межами Сонячної системи, частина з яких за своїми розмірами виявилися схожими на Землю, а інші – на зменшені або збільшені копії Юпітера. Зараз планетологи активно вивчають їх атмосфери для оцінки можливості існування життя і розкриття історії формування.
Великі успіхи в цьому напрямку були досягнуті при вивченні “гарячих юпітерів” – найбільш великих і зручних для аналізу планет за межами Сонячної системи. Їх розжарена атмосфера виявилася схожою за складом на газові оболонки Юпітера і Сатурна, які в основному складаються з водню, гелію і вуглеводнів, а в їх небі, астрономи відкрили екзотичні скляні і свинцеві хмари і дощі з дорогоцінних каменів.
Хімічний склад менш великих планет залишається загадкою для вчених через їх розміри, які заважають вивченню їх спектру, що зберігає в собі інформацію про складники повітря. Тільки одна відносно невелика “суперземля” — планета-алмаз 55 Cnc b в сузір’ї Рака — була вивчена в минулому році, і її атмосфера виявилася непридатною для підтримки життя, так як вона складається з водню, гелію і отруйної синильної кислоти.
Планета-“сонце”
Сінг і його колеги зробили перший крок до вивчення складу атмосфер потенційних “суперземель”, заміривши і вивчивши спектр планети HAT-P-26b, нещодавно відкритої у сонцеподібної зірки в сузір’ї Діви. Ця планета, що віддалена від Землі на 430 світлових років, являє собою відносно невеликий “гарячий нептун” – газовий гігант, схожий за розмірами на Уран або Нептун. Подібні об’єкти відкривають майже так само часто, як і “гарячі юпітери”, проте їх склад атмосфери досі залишалося загадкою.
Спостерігаючи за проходами HAT-P-26b по диску світила за допомогою оптичних інструментів “Хаббла” і “Спітцера”, вчені змогли точно заміряти спектр цієї планети і прийти до дивовижного висновку – виявилося, що її атмосфера майже не відрізняється за своїм складом від матерії Сонця та інших зірок.
Іншими словами, повітря HAT-P-26b майже на 100% складається із чистого водню і гелію з невеликими домішками води, метану і вуглекислоти. Подібне відкриття виявилося великою несподіванкою для вчених, так як атмосфера “нашого” Нептуна і Урана набагато багатша іншими речовинами, ніж повітряні маси їх далекого “кузена”. Для порівняння, їх надра містять в 100 разів більше важких елементів, ніж Сонце, тоді як їх концентрація в атмосфері HAT-P-26b перевищує сонячну всього в 4,5 рази.
Такі висновки ставлять під сумнів загальноприйняті теорії про формування Сонячної системи, що зв’язують хімічний склад планет-гігантів з тією точкою, де вони формувалися.
Юпітер і Сатурн, чиї надра схожі за складом на HAT-P-26b, народилися в “середній” частині протопланетного диска, де було багато гелію і водню і мало інших форм матерії. У свою чергу, Уран і Сатурн формувалися в більш далекій його частині, де поступово накопичувалися уламки комет і астероїдів, викинутих з внутрішніх регіонів диска: завдяки цьому їх надра, як вважали вчені, були збагачені “важкими” елементами. Майже “сонячний” склад надр HAT-P-26b змусив планетологів засумніватися в цій теорії. Вивчення хімічного складу інших “гарячих нептунів”, на думку вчених, допоможе знайти остаточну відповідь на це питання.