Несколько групп ученых пытаются понять, чем является экзопланета K2-18b. Новые исследования, осуществленные с помощью космического телескопа James Webb, показывают, что она может оказаться мини-нептуном.
Загадочная экзопланета
Экзопланета K2-18b уже давно привлекает к себе внимание ученых. Спектроскопия космического телескопа James Webb показала, что в атмосфере этого мира есть углерод и метан. А оценочный размер планеты показывает, что она может быть суперземлей, полностью покрытой водой, своеобразным океаническим миром, однако новые исследования ставят этот вывод под сомнение.
K2-18b расположена в пригодной для жизни зоне красного карлика, который находится в 134 световых годах от нас. Размеры планеты составляют примерно 2,6 земного радиуса, а масса — около 8,6 земных. Ее орбитальный период всего 33 дня, поэтому она очень близка к своему материнскому светилу. Но поскольку звезда является тусклым красным карликом, планета получает примерно столько же энергии от нее, сколько Земля от Солнца.
Ученые все еще ломают головы над тем, что собой представляет планета. Ее плотность варьируется между плотностью Земли и Нептуна. Это и не камень, и не газ. Именно это заставило ученых предположить, что она является океаническим миром. Однако единственный способ, которым ученые могут окончательно определить, из чего состоит K2-18b, — спектроскопия.
Исследование телескопа James Webb
Именно это и сделал телескоп James Webb. Он обнаружил в атмосфере K2-18b метан (CH4) и углекислый газ (CO2), а также не нашел аммиака. Эти результаты, как правило, указывают на океанский мир с густой водородно-гелиевой атмосферой. Однако другой анализ обнаружил обратное. Согласно ему, планета является магматическим миром.
Чтобы преодолеть эти противоречия, исследователи использовали фотохимические и климатические модели для симуляции различных версий K2-18b, включая океанические миры и богатый газом мини-нептун без твердой поверхности. Их работа показывает, что модель маленького газового гиганта лучше всего соответствует данным.
Атмосфера планеты K2-18b
Атмосферы планет чрезвычайно сложны, и выяснить, что происходит на таком большом расстоянии, является непростой задачей. Ученым нужно не только знать, какие химические вещества присутствуют, но и понимать все происходящие процессы. Температура и давление в атмосфере играют огромную роль в том, что мы можем видеть, и в том, что может оставаться скрытым.
Одним из аспектов атмосферы K2-18b является сверхкритичность. Сверхкритическая жидкость — это жидкость, температура и давление которой превышают критическую точку. Выше этой точки не существует ни газовой, ни жидкой фазы. Но давление недостаточно высокое, чтобы заставить материал превратиться в твердое тело. Юпитер и Сатурн имеют сверхкритические жидкости глубоко в атмосфере, и они ведут себя совсем иначе, чем обычные жидкости или газы.
Это добавляет еще один уровень сложности. Они указывают на глубокие слои атмосферы планеты, чтобы объяснить выводы телескопа. Термохимическое гашение в глубоких слоях атмосферы может объяснить наличие метана и углекислого газа, а кинетика глубокой атмосферы, например, восходящий поток, — отсутствие аммиака и монооксида углерода.
Это не последнее слово о K2-18b. В дальнейшем данные будут подвергнуты более глубокому анализу. Поскольку усилия, направленные на понимание этого явления, продолжаются, результаты также укрепят наши нынешние атмосферные и климатические модели.
По материалам phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
