С помощью телескопа "Хаббл" была впервые изучена атмосфера суперземли

Суперземля 55 Рака е перед своей родительской звездой в представлении художника. Она находится на расстоянии около 40 световых лет от Земли

(иллюстрация ESA/Hubble, M. Kornmesser).

Исследователи полагают, что температура на поверхности 55 Рака е может достигать двух тысяч градусов по Цельсию

(иллюстрация NASA/ESA Hubble Space Telescope).

Астрономы, работающие с данными космического телескопа "Хаббл", впервые проанализировали атмосферу экзопланеты класса суперземли. Они обнаружили, что мир 55 Рака е обладает сухой атмосферой без каких-либо признаков водяного пара, в основном состоящей из водорода и гелия.

Международная команда, возглавленная специалистами из Университетского колледжа Лондона, изучала планету, расположенную на расстоянии около 40 световых лет от Земли, в планетарной системе двойной звезды 55 Рака. Масса суперземли составляет около 8 земных масс.

Учёные использовали наблюдения, сделанные с помощью широкоугольной камеры 3 (WFC3), что позволило им проанализировать состав атмосферы экзопланеты. Таким образом, они впервые смогли обнаружить газы в атмосфере суперземли: наблюдения показали наличие водорода и гелия, но не водяного пара.

"Результат исследования очень интересен, потому что нам впервые удалось найти спектральные подписи газов, присутствующих в атмосфере суперземли, – комментирует Ангелос Циарас (Angelos Tsiaras), разрабатывавший применённую методику анализа. – Наблюдения за атмосферой 55 Рака е предполагают, что планета сумела удержать значительное количество водорода и гелия из туманности, из которой она первоначально сформировалась".

Суперземли, подобные 55 Рака е, считаются наиболее распространённым планетарным типом в нашей галактике. Они получили своё название из-за того, что их масса больше земной, однако они по-прежнему значительно меньше, чем газовые гиганты Солнечной системы.

Инструмент WFC3 прежде уже был использован для зондирования атмосфер двух других суперземель, но тогда никакие спектральные особенности выявить так и не удалось.

А вот 55 Рака е, по всей видимости, необычная суперземля: она вращается очень близко к своей звезде. Год на такой экзопланете длится всего 18 земных часов, а во время максимального сближения со звездой температура поверхности достигает 2000 градусов по Цельсию.

Исследователи полагают, что температура на поверхности 55 Рака е может достигать двух тысяч градусов по Цельсию

Поскольку экзопланета вращается вокруг своей яркой родительской звезды на таком незначительном расстоянии, команда смогла применить новые методы анализа для получения информации о ней во время транзитов по лику 55 Рака.

WFC3 быстро собирала данные о прохождении (свет звезды проходит через атмосферу планеты), чтобы создать ряд спектров. Объединив изображения и обработав их с помощью аналитического программного обеспечения, исследователи получили спектр 55 Рака е в свете её родительской звезды.

"Эти результаты впервые позволили понять атмосферу суперземли, – комментирует соавтор работы Джованна Тинетти (Giovanna Tinetti). – Теперь на основе этих данных мы можем выяснить, как планета формировалась и эволюционировала".

Полученные данные также намекают на присутствие в атмосфере цианистого водорода, или синильной кислоты. Возможно это признак того, что атмосфера богата углеродом (вероятно, эта планета тоже относится к так называемым "алмазным планетам". Такое количество цианистого водорода свидетельствует об очень высоком отношении углерода к кислороду. Ожидается, что эта информация в дальнейшем будет подтверждена или опровергнута следующим поколением инфракрасных телескопов.

Научная статья об исследовании международной команды астрономов будет опубликована в издании Astrophysical Journal (препринт здесь).