11 марта в Архиве электронных препринтов появилась статья группы американских астрофизиков об исследовании атмосферы транзитной суперземли GJ 1214 b. Ее родительская звезда GJ 1214 - тусклый красный карлик, удаленный от Земли на 13 пк. Его масса оценивается в 0.16 масс Солнца, светимость составляет всего 0,36% солнечной. Планета GJ 1214 b вращается вокруг своей звезды по круговой орбите на расстоянии 0.014 а.е. (чуть больше 15 звездных радиусов) и делает один оборот за 1.58 земных суток.
26 и 27 апреля 2010 года авторы статьи получили кривые блеска красного карлика GJ 1214 с помощью космического инфракрасного телескопа им. Спитцера на волнах 3.6 и 4.5 мкм. Удалось пронаблюдать два транзита подряд. Полученные результаты сравнивались с предсказаниями сразу нескольких моделей атмосферы GJ 1214 b. А именно, рассматривалась лишенная облаков водородно-гелиевая атмосфера с солнечным содержанием тяжелых элементов, водородно-гелиевая атмосфера, 50-кратно обогащенная тяжелыми элементами, водородно-гелиевая атмосфера с солнечным содержанием тяжелых элементов, но лишенная метана (предполагалось, что весь метан разрушился ультрафиолетовым излучением близкой звезды), и атмосфера из водяного пара.
Что же оказалось?
Водородно-гелиевая атмосфера, лишенная облаков, исключена почти однозначно (на уровне 4,5 сигма). Лучше всего результаты согласуются с предсказаниями модели атмосферы, состоящей из водяного пара. Также возможна атмосфера с солнечным содержанием тяжелых элементов, но лишенная метана и затянутая высотной дымкой из углеводородов. Авторы статьи оценили эффективную температуру планеты в 555К.
А вот 31 марта в Архиве электронных препринтов появилась статья канадского научного коллектива, изучающего транзитную суперземлю GJ 1214 b. В отличие от своих американских коллег, они пришли к выводу о малом значении средней молекулярной массы атмосферы GJ 1214 b, иначе говоря, о преобладании в ней водорода и гелия.
Канадские астрономы изучали зависимость глубины транзита GJ 1214 b от длины волны, но делали это на более коротких волнах, чем их американские коллеги, а именно, на волнах 1.25 и 2.15 мкм. Наблюдения проводились на Канадско-французском телескопе, расположенном на Гавайях (CFHT) 27 июня, 15 августа и 22 сентября 2010 года. Авторы статьи обнаружили, что глубина транзита в полосе J (1.25 мкм) меньше, чем глубина транзита в полосе K (2.15 мкм), причем квадрат отношения видимых радиусов планеты (RK/RJ)2 = 1.072 ± 0.018 с достоверностью 4 сигма. Иначе говоря, на волне 2.15 мкм радиус планеты оказывается на 1.04% или на ~610 км больше, чем на волне 1.25 мкм. Эта высота всего в 2 раза больше характерной шкалы высот предполагаемой водородной атмосферы GJ 1214 b при температуре ~560K, но в 20 раз больше характерной шкалы высот атмосферы из водяного пара при той же температуре. Отсюда канадцы делают вывод, что атмосфера GJ 1214 b имеет малый средний молекулярный вес и состоит в основном из легких газов.
Отсутствие явных спектральных линий и полос в спектре GJ 1214 b авторы статьи объясняют наличием в атмосфере этой планеты непрозрачной дымки на больших высотах (там, где давление ниже 200 мбар). Дымка может состоять, например, из твердых углеводородов большой молекулярной массы, являющихся продуктом фотолиза метана, аналогично аэрозолю в атмосфере Титана. Заметим, что этот вывод отчасти согласуется и с результатами американских исследователей, наблюдавших транзиты GJ 1214 b на волнах 3.6 и 4.5 мкм и пришедших к выводу о том, что атмосфера этой планеты состоит из водяного пара.
