Пятница, 23 февраля, 2024
ДомойКосмосКосмический корабль НАСА CUTE размером с коробку с хлопьями предоставил новые подробности...

Космический корабль НАСА CUTE размером с коробку с хлопьями предоставил новые подробности о «горячих юпитерах»

- Advertisement -

Изображение KELT-9b, горячей планеты-Юпитера, вращающейся вокруг звезды на расстоянии примерно 670 световых лет от Земли и являющейся научной целью космического корабля CUTE, художником. Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.

НАСАКосмический корабль CUTE, несмотря на свой небольшой размер, значительно расширил наши знания о «горячих Юпитерах», раскрыв разнообразное поведение атмосферы и внеся свой вклад в наше понимание планетарной эволюции, а также предложив практический опыт студентам.

Космический корабль размер коробки из-под хлопьев собрал точные измерения атмосфер больших и пухлых планет, называемых «горячими Юпитерами». Результаты, полученные командой из Калифорнийского университета в Боулдере, могут помочь понять, как атмосфера вокруг этого и множества других миров ускользает в космос.

Эти наблюдения являются первыми результатами, полученными с трудолюбивого космического корабля НАСА, известного как Колорадский эксперимент по ультрафиолетовому транзиту (CUTE).

Кевин Франс, главный исследователь миссии, представил результаты группы на встрече Американского геофизического союза 2023 года в Сан-Франциско.

Миниатюрный космический корабль длиной всего 14 дюймов может быть и симпатичным, но его научные открытия совсем не. С момента своего запуска в сентябре 2021 года CUTE навел свой единственный ультрафиолетовый телескоп на серию горячих Юпитеров, находящихся в нескольких сотнях световых лет от Земли.

Характеристики горячих юпитеров

Горячие Юпитеры — одни из самых горячих и агрессивных планет в галактике. Как следует из названия, они такие же газовые гиганты, как и наш. Юпитер. Однако эти планеты прижимаются гораздо ближе к своим родным звездам, совершая оборот по орбите примерно раз в несколько земных дней. При этом звездное излучение нагревает горячие Юпитеры до тысяч градусов. Фаренгейти их атмосфера раздувается до огромных размеров, что-то вроде хлеба, поднимающегося в духовке.

Исследователи давно подозревали, что это постоянное воздействие звездной радиации может привести к разрушению атмосферы вокруг некоторых экзопланет в течение миллионов-миллиардов лет. Данные CUTE показывают, что этот процесс может быть не таким простым.

Разнообразный массив горячих планет Юпитера. Авторы и права: ЕКА/Хаббл и НАСА.

Команда CUTE, в которую входят несколько студентов и аспирантов, уже наблюдала семь горячих Юпитеров, и в ближайшее время их будет еще больше. Некоторые из них, кажется, теряют свою атмосферу, но другие нет.

«Кажется, что планеты появляются во всех вариантах», — сказал Франс, доцент Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) и Департамента астрофизических и планетарных наук.

Он добавил, что CUTE помогает ученым создать полевой справочник по множеству видов планет, существующих в недрах Земли. Млечный Путь Галактика, включая те, которые совсем не похожи на ближайших соседей Земли.

«Мы хотим понять, как наша Солнечная система вписывается в семейство солнечных систем во Вселенной», — сказал Франс. «Это означает понимание больших планет, маленьких планет, тех, на которых может быть жизнь, и тех, на которых ее определенно нет, — и всех важных физических процессов, которые происходят на этих планетах».

Рик Конерт, системный инженер CUTE, и бывшая аспирантка LASP Арика Иган позируют с небольшим спутником в кампусе Калифорнийского университета в Боулдере. 1 кредит

Здесь становится жарко

Путь CUTE к научному успеху был нелегким.

Когда космический корабль впервые вышел на орбиту вокруг ЗемлиФранс и его коллеги быстро заметили, что у него, похоже, возникли некоторые сбои — нормальная проблема для многих небольших спутников, или CubeSat, которые часто тестируют технологии, которые никогда раньше не летали в космос. В одном случае шторка, защищавшая телескоп CUTE, продолжала закрываться, когда этого не следовало делать.

Команда, в которую вошли несколько студентов и аспирантов, не сдавалась. Исследователи приказали космическому кораблю открыть затвор, а затем разрядили питающую его батарею, предотвращая повторное закрытие аппарата.

МИЛЫЙ логотип миссии. 1 кредит

«CUTE все еще работает и собирает данные сегодня», — сказал Франс. «Когда мы получили наши первые настоящие научные результаты, это было действительно интересно».

CUTE наблюдает за далекими планетами, когда они проходят перед своими звездами, в результате чего ультрафиолетовый свет от этих звезд тускнеет. В некоторых случаях космический корабль настолько точен, что может обнаружить, когда свет звезд тускнеет всего на 1%.

В статье, опубликованной в сентябре, исследователи описали свои наблюдения за миром под названием WASP-189b. Эта планета вращается вокруг звезды в созвездии Весов на расстоянии более 300 световых лет или тысяч триллионов миль от Земли. Согласно результатам команды, он также невероятно жаркий: температура его атмосферы достигает примерно 15 000 градусов по Фаренгейту. Это на тысячи градусов горячее, чем поверхность Солнца.

Наблюдения CUTE также показывают, что газ выходит из-под WASP-189b с такой же ошеломляющей скоростью — около 400 миллионов килограммов (почти 900 миллионов фунтов) в секунду.

Планеты развиваются

Не все планеты, которые CUTE изучала в первые два года своего существования, были такими захватывающими. Согласно неопубликованным результатам, команда наблюдала вторую планету под названием MASCARA-4b, которая, похоже, вообще не теряла много газа. Другие, такие как KELT-9b, находились где-то посередине.

Франс и его коллеги надеются, что их результаты помогут раскрыть, почему некоторые планеты теряют большие куски своей атмосферы, в то время как другие остаются практически неизменными. Он подозревает, что это связано с сочетанием самих планет (большие планеты создают более сильное гравитационное притяжение) и динамики их звезд (более активные звезды, вероятно, наносят больший ущерб планетам, чем спокойные звезды).

Те же самые процессы потенциально со временем формируют планеты как внутри Солнечной системы Земли, так и за ее пределами. Ученые, например, предполагают, что Марс когда-то здесь была гораздо более плотная атмосфера, но солнце разрушило ее за миллиарды лет.

Утечка атмосферы может также объяснить происхождение класса планет, известных как «суперземли», которые немного больше нашего собственного мира.

«Есть много свидетельств того, что суперземли зародились как планеты размером с Нептун с большой, пухлой атмосферой, которая затем теряет так много массы, что остается только скалистое ядро ​​и, возможно, разреженная атмосфера», — сказал Франс.

По его словам, величайшим наследием CUTE, возможно, является ее влияние на студентов. Небольшая команда миссии, состоящая примерно из 20 человек, участвовала практически во всех аспектах жизни космического корабля — от создания спутника до его запуска, отправки ему команд, а затем загрузки и анализа научных данных. CUTE в настоящее время находится на высоте около 326 миль (525 километров) над поверхностью Земли и, как ожидается, вернется в атмосферу к 2027 году.

«Все это происходит во время крупных миссий НАСА, только в гораздо большем масштабе», — сказал Франс. «Наши студенты и начинающие ученые получают полный опыт от стадии предложения до выпуска научного продукта».

Ссылка: «CUTE обнаруживает утечку металлов в верхних слоях атмосферы ультрагорячего Юпитера WASP-189b», авторы А.Г. Сриджит, Кевин Франс, Лука Фоссати, Томми Т. Коскинен, Арика Иган, П. Уилсон Коли, Патрисио. Э. Кубильос, С. Амбили, Ченлян Хуанг, Панайотис Лавас, Брайан Т. Флеминг, Жан-Мишель Дезерт, Николас Нелл, Паскаль Пети и Алин Видотто, 31 августа 2023 г., Письма в астрофизическом журнале.
DOI: 10.3847/2041-8213/acef1c

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме