Наиболее обширное исследование атмосферного химические составы экзопланет на сегодняшний день выявлены тенденции, которые бросают вызов существующим теориям формирования планет и имеет значение для поиска для воды в Солнечной системе и за ее пределами.
Команда исследователей под руководством Университета Кембриджа, используемые атмосферные данные с 19 экзопланет получить детальные измерения их химические и термические свойства. Экзопланеты в исследовании охватывают большой диапазон размеров-от мини-Нептунас’ около 10 масс Земли до супер-Юпитеры более 600 масс Земли-и температуру, около 20 градусов по Цельсию до 2000 градусов по Цельсию. Как и планеты-гиганты в нашей Солнечной системе, в их атмосферах богаты водородом, но вокруг различных типов звезд.
Исследователи обнаружили, что в то время как водяной пар является общим в атмосферах многих экзопланет, суммы были на удивление ниже, чем ожидалось, в то время как количество других элементов, найденных на некоторых планетах были в соответствии с ожиданиями. Результаты, которые являются частью пятилетней программы исследований химического состава атмосфер планет за пределами нашей Солнечной системы, сообщается в год.
«Мы видим первые признаки химических моделей в внеземных миров, и мы видим, насколько разнообразны они могут быть с точки зрения их химического состава», — сказал руководитель проекта доктор Никку Мадхусудхан из Института астрономии в Кембридже, который первым измерил низкий водяного пара Распространенность В гигантских экзопланет пять лет назад.
В нашей Солнечной системе, количество углерода по отношению к водороду в атмосферах планет-гигантов значительно выше, чем у Солнца. Этот ‘супер-солнечный’ обилие, как полагают, возник, когда планеты формировались, и большого количества льда, камней и других частиц в планеты, в процессе, называемом аккрецией.
Содержание других элементов были предсказаны, чтобы быть одинаково высоким в атмосферах гигантских экзопланет, особенно кислорода, который является самым распространенным элементом во Вселенной после водорода и гелия. Это означает, что вода, доминирующим носителем кислорода, как ожидается, также будет изобильным в такой атмосфере.
Ученые использовали обширные спектроскопические данные с космических и наземных телескопов, включая космический телескоп Хаббла, космического телескопа Спитцер, очень большой телескоп в Чили и Gran Telescopio Canarias в Испании. Ассортимент имеющихся наблюдений, а также подробные математические модели, статистические методы, и атомные свойства натрия и калия, позволило исследователям получить оценки химического содержания в атмосфере экзопланет через образец.
Команда сообщила об избытке водяного пара в 14 из 19 планет, и избытка натрия и калия в шести планет в каждой. Их результаты указывают на уменьшение содержания кислорода по отношению к другим элементам и обеспечивают химические ключи, как эти экзопланеты могли образоваться без существенного аккреционного льда.
«Это невероятно, чтобы увидеть такие низкие содержания воды в атмосферах различных планет, вращающихся вокруг различных звезд», — сказал Мадхусудхан.
«Измерение содержания этих веществ в экзопланетных атмосферах является чем-то экстраординарным, учитывая, что мы не смогли сделать то же самое для планет-гигантов в нашей Солнечной системе, включая Юпитера, нашего ближайшего газового гиганта-соседа», — сказал Луис Welbanks, ведущий автор исследования и аспирант в Институте астрономии.
Различные усилия для измерения воды в атмосфере Юпитера, включая текущую миссию Юнона НАСА, оказались сложными. «Поскольку Юпитер так холодно, ни паров воды в ее атмосфере будет уплотняться, что делает его трудно измерить», — сказал Welbanks. «Если обилие воды в Юпитере оказались в изобилии, как и предсказывалось, это будет означать, что она формируется в различных направлениях, в том экзопланет, которые мы рассмотрели в данном исследовании.»
«Мы рассчитываем на увеличение размера выборки планеты в будущих исследованиях», — сказал Мадхусудхан. «Неизбежно, мы ожидаем, чтобы найти выбросы в текущих тенденциях, а также измерения других химических веществ.»
Эти результаты показывают, что различные химические элементы уже не может считаться столь же обильные в атмосферах планет, смелые предположения в несколько теоретических моделей.
«Учитывая, что вода является ключевым элементом для нашего понятие обитаемости на Земле, важно знать, сколько воды можно найти в планетарных систем, помимо нашей собственной», — сказал Мадхусудхан.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!