Астрономы, которые использовали космический телескоп «Хаббл» для поиска водяного пара в атмосферах трёх экзопланет, вращающихся вокруг звезд, подобных Солнцу, обнаружили, что анализируемые ими миры практически «сухие».
Эти три экзопланеты — HD 189733b, HD 209458b и WASP-12b, расположенные в диапазоне от 60 до 900 световых лет от Земли, по мнению учёных, были идеальными кандидатами для поиска водяного пара в их атмосферах, так как экзопланетам присущи высокие температуры, при которых, как известно, вода из жидкого состояния переходит в газообразное. Каждый из этих, так называемых, «горячих юпитеров», находился настолько близко к своей родительской звезде, что температуры их поверхностей варьировались от 1500 до 4000 градусов по Фаренгейту. Несмотря на это, на данных планетах было обнаружено 1/10 -1/1000 от количества воды, предусмотренного стандартными теориями формирования планеты.
По данным NikkuMadhusudhanиз InstituteofAstronomyattheUniversityofCambridge (Великобритания), замеры воды на экзопланета HD 209458b являются самыми точными среди замеров других химических соединений на планетах, расположенных за пределами Солнечной системы, что дает все основания с гордость заявить об обнаружении воды на экзопланетах. Тем не менее, низкое содержание Н2О весьма необычно, отмечает учёный.
Madhusudhan, проводивший исследование, признается, что это открытие является серьёзной проблемой для теории о формировании экзопланет. Дело в том, что ранее учёные предполагали о достаточно высокой концентрации воды в экзопланетах. По его словам, астрономы должны пересмотреть теорию о формировании экзопланет и модели перемещения планет-гигантов, в частности, «горячих юпитеров», а также выяснить, как они сформировались на самом деле.
Учёный также акцентирует внимание на том, что результаты этого исследования могут сыграть важную роль в поисках воды на потенциально обитаемых экзопланетах земного размера. Приборы, которые планируется устанавливать на будущих космических телескопах, должны обладать большей чувствительностью, если предположить, что целевые экзопланеты намного «суше», нежели астрономы думали ранее. По словам Madhusudhan, учёные должны быть готовы к тому, что на экзопланетах меньше воды, чем прогнозировалась ранее.
Использование ближнего инфракрасного спектра планет, наблюдаемого космическим телескопом «Хаббл», позволило Madhusudhan и его коллегам оценить количество водяного пара в каждой из атмосфер экзопланет.
В качестве объектов анализа были выбраны именно HD 189733b, HD 209458b и WASP-12b потому, что она вращаются вокруг относительно ярких звезд, света от которых достаточно для обеспечения инфракрасного спектра. Учёные идентифицируют водяной пар в атмосфере за счет поглощения им света от звезды.
Обнаружение воды в атмосфере транзитных планет с Земли невозможно, так как в атмосфере нашей планеты содержится слишком много Н2О. Для проведения подобного рода исследований, необходимы космические телескопы и «Хаббл» — это лучший из всех возможных вариантов, отмечает соавтор исследования Nicolas Crouzet из Dunlap Institute at the University of Toronto.
В настоящее время доминирует теория о том, что планеты-гиганты нашей Солнечной системы сформировались за счет так называемой аккреции вокруг молодой звезды в протопланетном диске, состоящем из водорода, гелия, частичек льда и пыли, представленной самыми различными химическими элементами. Эти частицы пыли, соединяясь друг с другом, формировали «зерна», размеры которых увеличивались в геометрической прогрессии. Так происходило до тех пор, пока не сформировалось твёрдое ядро.
Результаты проведенного исследования представлены в статье, опубликованной 24 июля 2014 года в журнале «Astrophysical Journal Letters».
