Неожиданно высокая металличность атмосферы теплого мини-нептуна TOI-270 d
0
85
Владислава Ананьева
Мини-нептуны – планеты радиусом 2-3 радиусов Земли – распространены очень широко, но при этом остаются загадочными. В Солнечной системе нет планет этого типа. Существует две основные гипотезы о химическом составе мини-нептунов: они могут быть железокаменными ядрами, окруженными водородно-гелиевой атмосферой массой несколько процентов полной массы планеты, а могут быть океанидами, или водными мирами, состоящими примерно наполовину из горных пород и воды. Поскольку оба варианта строения приводят к примерно одинаковой средней плотности, измерение только массы и радиуса не позволяет определить природу мини-нептунов, для этого нужно знать состав их атмосфер.
6 марта в Архиве электронных препринтов вышла статья, посвященная наблюдениям на JWST относительно прохладного мини-нептуна TOI-270 d. Планета была представлена в 2019 году. По последним данным, радиус TOI-270 d составляет 2.22 ± 0.07 радиусов Земли. Массу измерили в 2021 году – она оказалась равной 4.8 ± 0.5 масс Земли. Планета вращается вокруг своей звезды – красного карлика спектрального класса M3 V – на расстоянии 42 звездных радиусов, ее эффективную температуру оценили в 384 ± 10 К в предположении нулевого альбедо и 351 ± 10 К в предположении альбедо, равного 0.3, другими словами, эта планета немного прохладней Меркурия.
Авторы наблюдали два транзита TOI-270 d – 13 октября 2023 года с помощью инструмента NIRISS (в режиме спектроскопии одного объекта, в диапазоне 0.6-2.8 мкм), и 6 февраля 2024 года с помощью NIRSpec в диапазоне 2.7-5.2 мкм. Таким образом удалось получить качественный трансмиссионный спектр в диапазоне 0.6 -5.2 мкм. В спектре доминируют сильные полосы метана (он зарегистрирован с достоверностью 9.4 сигма) и углекислого газа (достоверность 4.8 сигма). Неуверенно обнаружен водяной пар (2.5 сигма) и сероуглерод (2.6 сигма). Невысокая достоверность регистрации водяного пара вызвана не его малым количеством в атмосфере планеты, а наложением полос водяного пара на полосы метана. Аммиак не обнаружен, на его содержание наложен верхний предел в 54 ppm.