В этом тексте описывается исследование WASP-69b, экзопланеты с очень коротким периодом обращения вокруг своей звезды, что приводит к сильному фотоиспарению и потере ее атмосферы. Исследователи обнаружили газообразный гелий, вырывающийся с планеты с высокой скоростью, и наблюдали протяженный кометный хвост, состоящий из этого газа. Они предполагают, что изменчивость предыдущих наблюдений могла быть связана с различиями в используемых инструментах или фактическими изменениями в цикле активности звезды, которые могут повлиять на форму и размер гелиевого хвоста. Исследование дает представление об эволюции планет и утечке атмосферы, подтверждая теорию о том, что горячие Нептуны и меньшие планеты с короткими орбитальными периодами могут быть не в состоянии сохранить свою атмосферу.
Расположенная примерно в 163 световых годах от Земли экзопланета WASP-69b, размером с Юпитер, дает астрофизикам ценную информацию о сложных процессах формирования планет, происходящих по всей галактике. Небесное тело вращается вокруг звезды, которая нагревается и лишает ее атмосферы. Этот атмосферный материал, в свою очередь, формируется звездой в виде удлиненного кометного хвоста длиной не менее 350 000 миль.
Как астрофизик, я и моя исследовательская группа недавно написали исследование, опубликованное в Астрофизическом журнале. В этой статье мы объясняем интригующее формирование хвоста WASP-69b и проливаем свет на то, как это открытие может дать представление о других экзопланетах, которые астрономы часто обнаруживают за пределами нашей Солнечной системы.
Вселенная, наполненная экзопланетами
Глядя на ночное небо, вы видите мерцающие звезды, которые на самом деле являются солнцами, а их орбиты украшают далекие планеты, называемые экзопланетами. За последние три десятилетия астрономы идентифицировали около 5600 таких экзопланет, находящихся в нашей галактике Млечный Путь.
Обнаружить планету, находящуюся на расстоянии световых лет, — непростая задача. Планеты незначительны по размеру и светимости по сравнению со звездами, вокруг которых они вращаются. Однако, несмотря на эти трудности, исследователи с удивлением обнаружили широкий спектр экзопланет – от маленьких скалистых миров, едва превышающих нашу Луну, до массивных газовых гигантов, которых даже называют «супер-Юпитерами».
Вместо того, чтобы сказать: «Однако наиболее распространенные экзопланеты, которые идентифицируют астрономы, больше Земли, но меньше Нептуна, и они вращаются вокруг своих звезд на более близких расстояниях, чем Меркурий вокруг Солнца», вы могли бы также сформулировать это так:
Будучи геймером, исследующим огромный космос, я сделал удивительное открытие: планеты можно разделить на две основные группы в зависимости от их размеров. Первый тип, который я называю «большими Землями», имеет радиусы до 50% больше, чем у нашей дорогой Земли. Вторая группа, называемая «субнептунами», может похвастаться радиусами примерно в два-четыре раза больше, чем у Земли.
В пределах заданных диапазонов радиусов среди планет существует малонаселенная область, в просторечии называемая «Радиусным разрывом». Кроме того, планеты, подобные Нептуну, обращающиеся вокруг своих звезд менее чем за четыре дня, являются чрезвычайно редкой находкой. Этот дефицит обычно называют «Горячей пустыней Нептуна».
Существуют скрытые астрофизические механизмы, которые, вероятно, препятствуют формированию или сохранению этих планет.
Формирование планет
Когда звезда зарождается, вокруг нее кружится массивный диск, состоящий из пыли и газа. Внутри этого диска возникают строительные блоки планет. По мере того, как эти эмбриональные планеты набирают большую массу, у них могут образоваться значительные газовые оболочки. Однако по мере взросления звезды она начинает выделять обильное количество энергии в виде ультрафиолетовых и рентгеновских лучей. Это звездное излучение может уничтожить атмосферу, собранную планетами, посредством механизма, называемого фотоиспарением.
Хотя некоторые планеты игнорируют это явление, более твердые планеты сохраняют свою первоначальную атмосферу благодаря более сильным гравитационным силам. Кроме того, планеты, расположенные на больших расстояниях от своих звезд, испытывают меньшее радиационное воздействие, тем самым более эффективно сохраняя свою атмосферу.
Как любопытный геймер, размышляющий над составом экзопланет, я бы предложил следующую теорию: огромное количество суперземель на самом деле могут быть твердыми остатками более крупных планет, которые потеряли всю свою атмосферу, оставив после себя только плотные ядра. И наоборот, субнептунам удалось удержать свои газовые оболочки благодаря своей большей массе.
Планеты размером с Нептун обычно не имеют достаточной массы, чтобы полностью предотвратить потерю своей атмосферы, если они вращаются слишком близко к своим звездам. Таким образом, планета, похожая по размеру на Нептун, совершающая оборот по орбите за четыре дня или меньше, испытает быструю потерю атмосферы, оставив после себя только каменное ядро — по сути, большую планету земной группы.
Чтобы подтвердить эту теорию, наши исследовательские группы собирали эмпирические данные посредством наблюдений.
WASP-69b: уникальная лаборатория
В области астрономических исследований существует отдельная лаборатория, известная как WASP-69b. Названный в честь его открытия в обзоре Wide Angle Search for Planets, этот ярлык идентифицирует его как 69-е небесное тело, на орбите которого находится планета, обозначенная буквой «b».
Хотя WASP-69b имеет радиус на 10% больше, чем у Юпитера, его масса значительно легче — примерно равна массе Сатурна и составляет всего около 30% массы Юпитера. По сути, это небесное тело имеет удивительно низкую плотность, сравнимую с куском пробки.
Как страстный наблюдатель небесных явлений, я бы описал это так: эта планета с ее низкой плотностью обусловлена необычайным 3,8-дневным обращением вокруг своей звезды. Находясь так близко, он поглощает огромное количество энергии, что, в свою очередь, приводит к его значительному нагреванию. По мере того, как газ внутри этого небесного тела нагревается, он расширяется и в конечном итоге поддается непреодолимому притяжению космоса, вырываясь из-под гравитационного воздействия планеты.
Когда мы изучали эту планету, моя команда и я заметили значительное количество газообразного гелия, выходящего из WASP-69b со скоростью примерно 200 000 тонн в секунду. Это соответствует постепенной потере массы Земли каждый миллиард лет.
Ожидается, что за время существования звезды эта планета потеряет массу атмосферы, почти в 15 раз превышающую массу Земли. Это может показаться значительным, но, учитывая огромные размеры WASP-69b, примерно в 90 раз превышающие размеры Земли, он отдаст лишь незначительную часть общего газового содержания, из которого он образовался.
Кометный хвост WASP-69b
Пожалуй, самым поразительным является открытие расширенного гелиевого хвоста WASP-69b, который, как обнаружила моя команда, тянется за планетой по меньшей мере на 350 000 миль (около 563 000 километров). Сильные звездные ветры, представляющие собой постоянный поток заряженных частиц, испускаемых звездами, формируют подобные хвосты. Эти ветры частиц врезаются в ускользающую атмосферу и формируют из нее кометный хвост позади планеты.
Как любопытный геймер, исследующий обширный космический ландшафт, я бы сказал это так: в отличие от более ранних предположений, предполагавших короткий или несуществующий хвост у WASP-69b, наши недавние открытия показывают неожиданно длинный хвост у этой экзопланеты. Предыдущие наблюдения позволили нам предположить, что его хвост был довольно скромным или даже отсутствовал.
Основное объяснение этого неравенства может заключаться в двух ключевых аспектах. Во-первых, отдельные исследовательские группы использовали различные инструменты для сбора данных, что потенциально приводило к разной степени обнаружения. Альтернативно, может существовать внутренняя изменчивость внутри самой системы.
Звезда, идентичная Солнцу, такая как наша, испытывает магнитный паттерн, называемый «солнечным циклом», который длится примерно 11 лет. В годы наибольшей активности этого цикла на Солнце наблюдается увеличение количества солнечных вспышек, пятен и колебаний солнечного ветра.
Каждый солнечный цикл заметно отличается от предыдущего, что усложняет наше понимание поведения Солнца. Исследователи Солнца постоянно стремятся улучшить свое понимание и способность прогнозировать активность Солнца. Хотя магнитные циклы существуют и у других звезд, нынешних данных недостаточно, чтобы ученые могли полностью понять эти явления.
Несоответствие, отмеченное для WASP-69b, может быть связано с тем фактом, что каждое наблюдение фиксирует родительскую звезду, демонстрирующую различное поведение. Чтобы получить более четкое понимание, астрономам необходимо провести дальнейшие наблюдения.
Как заядлый исследователь экзопланет и любитель космических загадок, я могу сказать вам, что недавнее наблюдение потери массы WASP-69b дает мне ценную информацию о тонкостях планетарной эволюции. Это открытие предлагает непосредственный взгляд на утечку атмосферы в реальном времени, подтверждая гипотезу о том, что меньшие планеты, такие как горячие Нептуны и те, что находятся в радиусе разрыва, изо всех сил пытаются сохранить свои газовые оболочки. В конечном счете, как только эти планеты потеряют свою атмосферу, все, что останется наблюдаемым, — это их скалистые ядра суперземли.
Исследование WASP-69b раскрывает сложное взаимодействие между составляющими планеты и ее небесным окружением, создавая разнообразную планетарную панораму, которую мы наблюдаем в космосе сегодня. По мере того как астрономы углубляются в эти далекие миры, каждое новое открытие приближает нас на шаг ближе к расшифровке сложной структуры нашей Вселенной.
Смотрите также
- Дом Дракона 2 сезон: Является ли Рейнира Таргариен бисексуалкой и что привело к поцелую между ней и Мисарией?
- Руководство Джета Кордо по наследию «Звездных войн вне закона»: расположение хранилищ на Тошаре и Киджими
- Бен Аффлек не смог оторваться от Дженнифер Лопес во время бранча на выходных? Пикантные подробности ЗДЕСЬ
- Поцелуй Рейниры и Мисарии в «Доме Дракона» не был написан по сценарию
- Джеймс МакЭвой говорит, что он «всегда готов» вернуться во вселенную Людей Икс, когда «есть хороший материал»
- Как выманить Фредди из зоны безопасности в FNAF: Into The Pit
- «Чувствую, что развивается язва»: выпускница SNL Ларейн Ньюман называет номинантов «Медведя» в категориях комедий
- 20 лет назад Джуд Лоу снял недооцененный научно-фантастический фильм, опередивший свое время
- Тестовый проект
- Почему звезда «Убить Билла» Майкл Мэдсен подал на развод с женой ДеАнной после 28 лет совместной жизни? Вот все, что мы знаем
2024-05-20 15:49