Год спустя после громкого обзора: опубликованы данные о последних открытиях и составе атмосфер экзопланет

В мае 2025 года, спустя год после обнародования обширного исследования маломассивных экзопланет, учёные предоставили свежие данные, углубляющие понимание процессов формирования планетарных систем. Начатое в 2024 году исследование актуализировало информацию о суперземлях, мини-нептунах и гибридных экзопланетах, обнаруженных благодаря телескопу «Джеймс Уэбб» (JWST).

Ключевым аспектом остаётся изучение связи состава планет с их эволюцией: анализ тугоплавких элементов, таких как железо и кремний, в каменистых экзопланетах показывает, что их разнообразие превосходит звёздные аналоги, однако статистики пока недостаточно для определения чётких моделей. Это вызывает сомнения в гипотезе о формировании планет исключительно из протопланетных дисков.


Год спустя после громкого обзора: опубликованы данные о последних открытиях и составе атмосфер экзопланет
Иллюстрация: Leonardo

Новым открытием стали наблюдения за системами с очень короткими орбитальными периодами, где взаимодействие магматических океанов с атмосферами воссоздаёт модели первых этапов развития Земли.

Одновременно белые карлики, поглощающие обломки разрушенных планет, представили уникальные наблюдения: их атмосферы состоят преимущественно из кремния (44%), магния (23%), железа (19%) и кислорода (14%), что почти совпадает с составом каменистых тел Солнечной системы. Это подтверждает универсальность процессов минералообразования в нашей галактике.

Современные методы детекции, такие как вариации времени транзита (TTV) и продолжительности транзита (TTD), помогли уточнить массы планет в компактных системах, включая TRAPPIST-1. Спектроскопия в режимах пропускания и отражения, несмотря на помехи от облаков и дымки, обнаружила в атмосферах экзопланет следы углекислого газа, метана и водяного пара. Однако главное достижение JWST – высокоразрешающая спектроскопия, не зависящая от транзитов: анализ доплеровских смещений в излучении звёзд позволил определить состав атмосфер удалённых планет.


Год после сенсационного обзора: опубликован обзор последних открытий и новые данные о составе и атмосферах экзопланет
На иллюстрации показаны экзопланеты с погрешностями в измерениях массы и радиуса менее 25%. Размер символов отражает массу объекта, а цветовая шкала соответствует температуре. Цвета группируют планеты по ключевым физическим условиям: от ледяных (0–273 K) и потенциально обитаемых зон с жидкой водой (273–373 K) до планет с необратимым парниковым эффектом (373–670 K), горячих безоблачных объектов (670–1200 K) и сверхгорячих, где магнитные эффекты либо усиливаются, либо исчезают из-за полной ионизации атмосферы (>1200 K). Для сравнения чёрными символами обозначены планеты Солнечной системы. Визуализация позволяет изучить связь между массой, температурой и процессами, влияющими на формирование и эволюцию атмосфер экзопланет. Источник: Diana Valencia, Amaya Moro-Martin, Johanna Teske / arXiv:2505.09754

Ограничения всё же существуют — активность звёзд искажает данные, и для редких объектов сложно собрать репрезентативные данные. Тем не менее, специалисты полагаются на масштаб: к 2025 году каталогизировано более 5 000 экзопланет, что позволяет выявлять статистические тренды. Следующий шаг — сопоставление их объёмного состава (масса/радиус) с атмосферными характеристиками. Это поможет воссоздать условия формирования как отдельных систем, так и Солнечной системы, где аналогичные процессы пока предполагаются.

«Сквозь призму экзопланет мы видим альтернативные сценарии эволюции планет», — подчеркнул астрофизик из команды JWST. — «Например, суперземли с большей плотностью, чем у Земли, вынуждают пересматривать модели аккреции вещества». В 2026 году ожидается запуск новых инструментов, таких как спектрограф ANDES для Экстремально Большого Телескопа, которые преодолеют текущие ограничения разрешающей способности и откроют эпоху «химического картирования» экзопланет.

 

Источник: iXBT

Читайте также