Астрономы впервые изучили атмосферу «суперземли»

В категорию «суперземель» входят экзопланеты массой менее десяти земных, а GJ 1214b, существование которой было подтверждено около года назад, по этому показателю превосходит Землю в 6,5 раза. Её радиус оценивается в 2,6 земного.

Красный карлик GJ 1214 находится в созвездии Змееносца примерно в 40 световых годах от Земли и значительно проигрывает Солнцу как по массе, так и по радиусу. Экзопланета проходит по его диску каждые 38 часов, причём большая полуось её орбиты составляет лишь 0,0143 астрономические единицы (около 2 млн км).

Учёные изначально предполагали, что у GJ 1214b должна быть атмосфера, так как измеренная плотность планеты оказалась невелика. Экспериментальных данных было недостаточно, что привело к появлению двух разных моделей. Часть теоретиков считала, что у GJ 1214b может быть насыщенная водородом атмосфера, полученная от протопланетарной туманности (как у Нептуна и Урана) или в период тектонической активности (если экзопланета относится к классу каменистых). Во второй модели основной составляющей атмосферы был водяной пар.

Проверить эти предположения ученым помог спектрограф FORS Очень большого телескопа. Проведя наблюдения транзитов планеты от 29 апреля и 6 июня этого года, во время которых часть света звезды проходила сквозь атмосферу GJ 1214b, авторы сняли спектр пропускания для диапазона длин волн 780–1 000 нм.

Полученный спектр оказался лишён явных линий поглощения, что свидетельствует против первой модели: богатая водородом атмосфера должна иметь большую толщину, а это обязательно отразилось бы на спектре. Данные опыта при этом хорошо согласуются с моделью концентрирующейся на небольшой высоте атмосферы, более 70% массы которой составляет «тяжёлый» водяной пар.

Есть и другой возможный вариант: следы водорода в спектре могут скрываться расположенным на большой высоте слоем облаков (дымки), блокирующим излучение.

«В течение года мы должны сформулировать окончательный ответ, — заявляет один из авторов исследования Джейкоб Бин (Jacob Bean), представляющий Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики. — Нам понадобятся лишь результаты наблюдений на больших длинах волн».

Кэрол Хэсвелл (Carole Haswell) из Открытого университета в Великобритании называет работу интересной, но считает, что ее достоверность еще предстоит проверить с космических телескопов, передает Nature.