В атмосфере экзопланеты впервые нашли гелий
Астрономы при помощи космического телескопа «Хаббл» впервые обнаружили гелий в атмосфере планеты, находящейся вне Солнечной системы. Это позволяет проверить теории образования экзопланет и понять, как процесс потери газов из атмосферы экзопланет влияет на их последующую эволюцию. Статья опубликована в Nature, кратко о результатах работы рассказывается в пресс-релизе на сайте телескопа «Хаббл».
Гелий является вторым по распространенности химическим элементом во Вселенной после водорода и одним из основных компонентов в составе Солнца и газовых гигантов в Солнечной системе. Многие теоретические модели предсказывают, что гелий должен входить в состав атмосфер крупных экзопланет и быть легко обнаруживаемым, особенно во их внешних слоях или у планет с «распухшими» атмосферами, однако до настоящего времени не было случаев достоверной регистрации гелия в атмосферах других планет.
Экзопланета WASP-107b, принадлежащая к классу супернептунов, находится в системе оранжевого карлика WASP-107, расположенного на расстоянии 208 световых лет от Земли в созвездии Девы. Планета находится на расстоянии 0,05 астрономических единицы от звезды и совершает один оборот вокруг нее за почти шесть дней. Экзопланета имеет массу 0,12 массы Юпитера и радиус около 0,94 радиуса Юпитера, что делает ее планетой с одной из самых малых известных значений средней плотности. В конце августа 2017 года космический телескоп «Хаббл» пронаблюдал событие транзита планеты по диску звезды и получил широкополосные спектры пропускания в инфракрасном диапазоне — когда планета оказывается между земным наблюдателем и диском звезды, часть света звезды проходит сквозь атмосферу и поглощается различными химическими элементами, что отражается в спектрах и позволяет понять химический состав атмосферы.
Анализ накопленных данных показал, что во внешних слоях атмосферы WASP-107b, где давление колеблется от уровня
до нанобар, содержится гелий в метастабильном состоянии. Модель, наиболее хорошо описывающая полученные спектры, предполагает наличие у планеты «распухшей» атмосферы, которую она активно теряет под действием ультрафиолетового излучения от звезды. Скорость потери составляет примерно 0,1-4% от общей массы за миллиард лет, при этом у планеты образуется вытянутый газовый хвост.
Потеря атмосферы может существенно изменить объемный состав планеты. Например, есть теория, что этот процесс ответственен за малое количество обнаруженных экзопланет типа суперземель и субнептунов с радиусами от 1,6 до 2 радиусов Земли. Чтобы проверить теории образования подобных планет и оценить, наличие у них газовых оболочек из водорода и гелия, необходимо понять, как процесс потери газов из атмосферы планеты влияет на ее последующую эволюцию, в этом случае ограничения на модели, полученные для WASP-107b, имеют важное значение для дальнейшей работы.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые отыскали атмосферу у экзопланеты земного типа и обнаружили оксид титана в атмосфере горячего Юпитера, а также о том, где находится горячий сатурн, богатый водяным паром.
Александр Войтюк
Она станет прародителем магнитара
Астрономы впервые обнаружили массивную магнитную гелиевую звезду, которая, как считают, ученые, возникла при слиянии двух гелиевых звезд. В дальнейшем она станет прародителем магнитара, когда взорвется как сверхновая. Статья опубликована в журнале Science. Магнитары составляют примерно десять процентов от популяции молодых нейтронных звезд и характеризуются очень большими магнитными полями с индукцией более 1014 гаусс. Эти объекты очень интересны для астрофизиков, в частности они могут объяснять происхождение быстрых радиовсплесков. Однако неясно, как именно магнитары приобретают сильные магнитные поля, по одной из гипотез они могут быть связаны с полями ядер массивных звезд перед их коллапсом. Группа астрономов во главе с Томером Шенаром (Tomer Shenar) из Амстердамского университета сообщила, что впервые отыскала массивную магнитную гелиевую звезду, которая может быть прародителем магнитара. Речь идет о звезде в двойной системе HD 45166, за которой велись наблюдения при помощи наземных спектрографов FEROS и HERMES, а также спектрополяриметра ESPaDOnS. HD 45166 расположена на расстоянии около трех тысяч световых лет от Солнца в созвездии Единорога и состоит из звезды главной последовательности класса B7 V и горячей (с температурой около 70 тысяч кельвин) звезды-компаньона, богатой гелием, которая была классифицирована как квазизвезда Вольфа — Райе из-за очень узких эмиссионных линий в спектре и аномального присутствия в нем сильных линий углерода, кислорода и азота. Анализ данных наблюдений показал, что период обращения звезд вокруг друг друга составляет 8200 дней, а длина большой полуоси орбиты составляет 10,5 астрономической единицы. Масса звезды главной последовательности составляет 3,38 массы Солнца, а ее компаньона — 2,03 массы Солнца. При этом звезда-компаньон обладает очень большим магнитным полем с величиной индукции 43 килогаусс. Ученые считают, что эта массивная магнитная гелиевая звезда не может быть оголенным остатком массивной звезды, и, скорее всего, образовалась при слиянии гелиевых звезд промежуточной массы в тесной двойной системе, входившей в тройную систему. При этом большая часть (или вся) богатой водородом внешней оболочки при слиянии была сброшена. Предполагается, что в будущем эта звезда взорвется как сверхновая типа Ib или IIb, что приведет к возникновению магнитара. Ранее мы рассказывали о том, как телескоп NICER увидел движение горячих пятен на магнитаре.