Астрономы раскрыли тайну "исчезающей" воды на пламенных юпитерах

Новое исследование позволило разгадать тайну "потерянной" воды на горячих юпитерах. На помощь ученым пришли космические телескопы и новые методы исследований.

Результаты были опубликованы в издании Nature, а краткий обзор содержится на сайте NASA. Открытие было сделано международной группой астрономов, куда вошли специалисты из Германии, Великобритании, Франции и США. Горячими юпитерами называют класс планет с массой порядка Юпитера (1,9·1027 кг). Но между ними есть одно очень важное отличие: горячий юпитер находится на удалении около 0,05 а. е. от своей звезды. Иными словами, расстояние между ним и звездой меньше, чем расстояние между Меркурием (самой близкой к Солнцу планетой) и нашим Светилом.

В ходе изучения этих планет появился важный вопрос, связанный с количеством воды на горячих юпитерах. Между теоретическими моделями и результатами первых масштабных исследований были весомые различия. Тайна крылась в том, что планеты содержали меньше воды, чем предполагали ученые.

Сейчас на помощь пришли космические телескопы Hubble и Spitzer, которые проанализировали атмосферу десяти таких планет в диапазонах от оптического до инфракрасного излучений. Ученые выявили, что горячие юпитеры, демонстрирующие недостаток воды, обладают атмосферами с плотными облаками, в то время как другие лишены плотных облаков. По мнению экспертов, они препятствуют наблюдению воды, хотя последняя все же имеет место. В целом, новое исследование стало крупнейшим из всех, затрагивающих этот класс планет. Лучше понять "водный" аспект поможет новый космический телескоп James Webb, который запустят в 2018-м.

Отметим, что на самой близкой к Солнцу планете нашей системы Меркурии тоже есть вода: она присутствует в виде льда и попадает на поверхность после падения комет и метеоритов. Вода моментально испаряется на согреваемой Солнцем стороне, а на теневой переходит в твердое состояние и оседает в кратерах. Всего же кратеры Меркурия могут содержать от 20 млрд до двух трлн тонн замороженной воды.

Температура в атмосфере горячего юпитера достигает чрезвычайно высоких значений, поверхность таких планет иногда нагревается до 3000 К. Ученые считают, что материала для образования этих небесных тел возле звезды было недостаточно, и горячие юпитеры появлялись во внешней части той или иной системы, а затем перемещались ближе к своему светилу.

Всего ученые выявили около 2 тыс. экзопланет. Из-за вносимых горячими юпитерами заметных короткопериодических возмущений в движение звезды, которые можно выявить по смещению линий спектра, обнаружить такие планеты относительно легко. Между тем их близкое расположение к светилу затрудняет изучение атмосферы.