Екзопланета GJ 1132 b втратила свою первинну атмосферу, але потім змогла її відновити.
У сузір «ї Парусів на відстані в сорок один світловий рік від Землі знаходиться зірка GJ 1132 - невеликий червоний карлик, приблизно в п» ять разів менше Сонця. У 2015 році поруч з цією зіркою виявили землеподібну екзопланету - GJ 1132 b. Її розміри і маса були співставні з нашою Землею, проте пожити з комфортом на ній у вас навряд чи вийшло б. Від своєї зірки її відділяє всього 2.2 мільйони кілометрів. Для порівняння, Меркурій, найближча до Сонця планета, віддалена від нього в середньому на 60 мільйонів кілометрів, що не заважає Меркурію прогріватися вище 400 ° C. Незважаючи на те, що червоний карлик GJ 1132 світить і гріє зовсім не так, як Сонце, на екзопланеті все одно дуже спекотно - приблизно + 250 ° C. Однак астрономів зацікавила не «висока температура» у екзопланети, а її атмосфера, якої у неї взагалі-то не повинно було залишитися.
Коли навколо молодої зірки тільки-но утворилися планети, вони можуть мати щільну первинну атмосферу, благо «будівельного матеріалу» у вигляді газоподібного гелію і водню в навколишньому просторі знаходиться з надлишком. Далі атмосфера планети може еволюціонувати: вулканічна діяльність насичує її різними газами, між ними відбуваються хімічні реакції, а більш летючі компоненти з часом витікають у космічний простір. Але якщо молода планета виявляється зовсім поруч з молодою ж і активною зіркою, а це якраз випадок екзопланети GJ 1132 b, то зірка може дуже швидко здути з планети її атмосферу свої потужним потоком заряджених частинок і випромінювання.
З часом, коли планета охолоне, а зірка стане більш «спокійною», планета, може, і могла б утримати якусь атмосферу, але поїзд, як кажуть, вже пішов - необхідній кількості газів просто нізвідки взятися. Однак, як пишуть в Astronomical Journal дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту, Центру радіоастрономії та астрофізики Маккензі і декількох інших наукових центрів, у екзопланети GJ 1132 b це все-таки вийшло. Препринт статті доступний на сайті arxive.org.
Астрономи вивчали інфрачервоні спектри атмосфери екзопланети GJ 1132 b, отримані за допомогою «Ширококутної камери 3» (WFC3) орбітального телескопа «Хаббл», і знайшли в них сигнали, що відносяться до молекулів метану і синильної кислоти. Через свої особливості інфрачервоні спектри не дозволяють отримати дані про всі хімічні компоненти атмосфери. Наприклад, такі симетричні молекули на кшталт водню H , кисню O або азоту N , що складаються всього з двох однакових атомів, невидимі для інфрачервоного «ока». Але доповнити відсутню інформацію можна, побудувавши модель еволюції атмосфери. Якщо спостережуваний склад вписується в запропоновану модель, то модель з більшою ймовірністю можна вважати реалістичною.
Протестувавши на відповідність реальності кілька сценаріїв розвитку атмосфери GJ 1132 b, дослідники дійшли висновку, що найбільш імовірний наступний. Спочатку у екзопланети була щільна первинна атмосфера, що складається з водню і гелію, проте вона практично всю її втратила в перші 100 мільйонів років життя. Проте, поки екзопланета був гарячою, і у неї не сформувалася тверда кора, досить велика маса водню могла розчинитися в гарячій магмі. Потім, коли планета охолола, цей водень міг поступово виходити на поверхню через вулканічну діяльність.
Остигла планета і «заспокоєна» зірка сприяли тому, що обсягу вивільнених з магми газів вистачало, щоб компенсувати їх втрату за рахунок витікання в космічний простір. Екзопланета таким чином змогла знову «відростити» собі атмосферу (її ще називають вторинною), компоненти якої і спостерігали астрономи.
Примітно, що це перший випадок, коли у екзопланети виявляють вторинну атмосферу. Крім GJ 1132 b існує багато схожих на неї кам'янистих екзопланет (їх ще називають «суперземлями»), розташованих близько до своїх зірок. Тому, якщо навіть у таких екзопланет може існувати атмосфера, то зростає і кількість екзопланет, потенційно придатних для існування життя. А значить, в їх атмосферах можна пошукати якісь біомаркери і знайти сліди життя раніше, ніж це зробить Perseverance на Марсі.
За матеріалами arxiv.ru