Астрономы обнаружили водяной пар в атмосфере "супернептуновой" экзопланеты

Новый год на экзопланете TOI 674b размером примерно с Нептун наступает раз в 47,5 часов, что делает ее очень необычной. 

Несмотря на годы поисков, удивительно мало газовых гигантов среднего размера были когда-либо обнаружены с орбитами короче нескольких дней, что создает то, что астрономы называют нептунианской пустыней невероятно горячих, звездных планет промежуточной массы.

Почему так происходит, остается загадкой. Ведь множество каменных шаров размером с суперземлю (например, горячая TOI 270b) быстро вращаются вокруг своей звезды. Горячие юпитеры с орбитами, измеряемыми часами, также регулярно появляются.

Так где же все эти горячие нептуны? Что-то в их размерах, составе или расположении в Солнечной системе делает их гораздо менее вероятными для того, чтобы сблизиться со звездой. А в редких случаях, когда это происходит, они не задерживаются надолго.

К счастью, астрономы заметили еще кое-что необычное в этом недавно открытом гиганте средней величины, что может помочь нам понять, почему он такой особенный: в его атмосфере есть намеки на воду.

Наблюдение признаков воды на планетах, далеких от нашего собственного океанического мира, интересно по целому ряду причин, и не в последнюю очередь для того, чтобы рассказать нам, насколько уникальной может быть наша собственная планета.

Но если у нас есть данные о составе газов в атмосфере экзопланеты, в частности, водяного пара, то это все равно, что получить подробное космическое свидетельство о рождении, что дает ученым-планетологам более четкое понимание того, как и где она сформировалась в Солнечной системе.

Например, у планет, формирующихся за пределами точки, где излучение звезды может легко сублимировать лед в газ, будет гораздо больше шансов сохранить воду, что повышает вероятность того, что находящийся на короткой орбите Нептун с большим количеством воды находится далеко от места своего рождения.

Следующим шагом будет сбор дополнительных данных о точном количестве воды в атмосфере TOI 674b, а также о других характеристиках, таких как ее металличность.

Планета находится в поле нашего зрения всего около года, после того как она была обнаружена с помощью данных спутника НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite. Но она уже оказалась достаточно интересной для исследователей, чтобы повернуть другие приборы, такие как космический телескоп "Хаббл", в сторону планеты для изучения ее секретов. (Группа исследователей также изучила старые данные с вышедшего из эксплуатации космического телескопа "Спитцер").

Красная карликовая звезда класса М, вокруг которой вращается наша планета, имеет массу примерно в два раза меньше массы Солнца и не является особенно яркой, то есть света достаточно, чтобы увидеть планету, но не настолько, чтобы она потерялась в бликах. Еще лучше то, что на расстоянии всего 150 световых лет от нас вся планетная система находится практически у нас на заднем дворе.

Это сочетание близости к родительской звезде, близости к нам и мягкой радиации означает, что спектрографы нынешнего поколения могут гораздо легче анализировать свет, пробивающийся сквозь облака.

Одним из инструментов, идеально подходящих для изучения подобных экзопланет, является недавно запущенный космический телескоп Джеймса Вебба, конструкция которого позволит нам получить беспрецедентное представление о далеких звездах и их планетах.

Знание того, как TOI 674b попала в такие жаркие объятия со своей звездой, поможет нам составить общую картину того, как развиваются другие солнечные системы, и является ли наша собственная скучно обычной или уникальной жемчужиной в океане хаоса.

Препринт доступен на сайте arXiv и был опубликован в журнале The Astrophysical Journal.