Ученые узнали, сколько воды в атмосферах экзопланет

МОСКВА, 11 дек — РИА Новости. Завершено самое обширное на сегодняшний день исследование состава атмосфер экзопланет. Особый акцент ученые сделали на обнаружении воды. Результаты опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters.

Британские астрофизики из Кембриджского университета в сотрудничестве с французскими коллегами подготовили обзор по химическому составу и температурным параметрам атмосфер 19 экзопланет.

Обширные спектроскопические данные, полученные в рамках пятилетней программы с космических и наземных телескопов, в том числе космических телескопов "Хаббл" и "Спитцер", телескопа VLTв Чили и Большого Канарского телескопа в Испании, ученые обработали с помощью цифровых моделей, что позволило им сделать оценку химического состава атмосфер по всему диапазону элементов.

В исследовании участвовали планеты самых разных размерных классов — от "мини-Нептунов", имеющих массу на порядок больше Земли, до "супер-Юпитеров", превосходящих нашу планету более чем в 600 раз, и самой разной температуры — от 20 до 2000 градусов Цельсия.

Хотя все эти планеты вращаются вокруг звезд различного типа, их объединяет один общий признак. Как и у планет-гигантов Солнечной системы, их атмосфера богата водородом. Такая выборка обусловлена тем, что главной задачей исследователей было обнаружение в атмосферах далеких планет водяного пара. Кислород является наиболее распространенным элементом во вселенной после водорода и гелия. Поэтому ученые рассчитывали обнаружить его соединения, главным из которых является вода.

Несмотря на то, что вода в газообразном состоянии была обнаружена в атмосферах большинства изученных планет — у 14-и из 19-и — ее количества оказались ниже, чем ожидали ученые. При этом содержания всех остальных элементов находились в рамках прогнозных значений, определенных по аналогии с планетами-гигантами Солнечной системы.

Например, в атмосфере последних отношение углерода к водороду значительно выше, чем у Солнца. Считается, что этот дисбаланс по углероду возник в момент формирования планет в результате аккреции частиц протопланетного диска. Та же закономерность наблюдалась и у экзопланет.

"Мы получили первые свидетельства соотношений химических элементов во внеземных мирах, и мы видим, насколько разными они могут быть", — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования Никку Мадхусудхана (Nikku Madhusudhan).

Обнаруженный учеными явный дефицит кислорода по сравнению с другими элементам говорит о том, что эти планеты формировались без существенного участия водяного льда. Авторы признают, что полученные результаты в определенной степени противоречат существующим взглядам на единообразие процессов планетообразования, что ставит под сомнение некоторые теоретические модели.

Исследователи признают, что еще очень рано делать однозначные выводы. Необходимо изучить большее количество экзопланет, а также попытаться получить данные по кислороду или воде на Юпитере. Автоматической межпланетной станции "Юнона", изучающей атмосферу этой планеты уже более трех лет, пока это не удалось.

"Юпитер настолько холодный, что любой водяной пар в его атмосфере будет конденсироваться, что затрудняет его измерение, — говорит первый автор статьи Луис Уэлбэнкс (Luis Welbanks). — Но если на Юпитере, как мы предполагаем, обнаружится достаточно воды, это будет означать, что гигантские экзопланеты образовались не так, как планеты-гиганты Солнечной системы".