Экзопланеты, планеты в других звёздных системах, могут обращаться по орбитам, расположенным очень близко к их родительским звёздам. Если звезда намного горячее Солнца, экзопланета становится такой же горячей, как сама звезда.
Самая горячая планета KELT-9b была открыта американскими астрономами в прошлом году. Сегодня международная команда под руководством учёных из Женевского университета (UNIGE) в сотрудничестве с теоретиками из Бернского университета (UNIBE), Швейцария, обнаружила присутствие испарений железа и титана в атмосфере этой планеты. Обнаружение тяжёлых металлов (железа, титан не является тяжёлым металлом, прим. ред.) стало возможным благодаря температуре поверхности планеты, которая достигает более 4000 градусов. Результаты открытия опубликованы в журнале Nature.
KELT-9 – звезда, расположена на расстоянии в 650 световых лет от Земли в созвездии Лебедя. При температуре более 10 000 градусов она почти в два раза горячее Солнца. Вокруг этой звезды обращается гигантская газовая планета KELT-9b, которая в 30 раз ближе к своей звезде, чем Земля от Солнца. Из-за такой близости планета совершает один виток по орбите за 36 часов и нагревается до температуры более 4000 градусов. Она холоднее Солнца, но горячее многих звёзд. В настоящее время мы ещё не знаем, как выглядит атмосфера такой планеты и как она образуется в подобных условиях.
Учёные программы NCCR PlanetS, посвящённой изучению происхождения, эволюции и характеристик планет, провели теоретическое исследование атмосферы планеты KELT-9b. «Результаты показывают, что большинство найденных молекул должно быть в атомной форме, поскольку связи, удерживающие их вместе, разрушаются при столкновениях частиц, неизбежных при чрезвычайно высоких температурах», – объясняет Кевин Хэн, профессор Бернского университета. Исследование также предсказывает, что с использованием современных телескопов в атмосфере планеты возможно обнаружить атомы железа в газообразном состоянии.
Свет показывает химический состав атмосферы
Группа учёных наблюдала за планетой во время её транзита, т.е. движения на фоне своей родительской звездой. Так как небольшая часть света от звезды проходит через атмосферу планеты, анализ отфильтрованного света помогает выявить химический состав атмосферы. Это достигается с помощью спектрографа, который разлагает белый свет на спектр. Испарённое железо, если оно присутствует, оставляет узнаваемый след в спектре планеты.
Используя спектрограф HARPS-North, построенный в Женеве и установленный на национальном телескопе Galileo на острове Пальма, астрономы обнаружили сильный сигнал, соответствующий в спектре планеты испарённому железу. Команде также удалось обнаружить в атмосфере экзопланеты следы испарения титана.
Учёные считают, что многие экзопланеты полностью «испарились» в средах, подобных KELT-9b. Эта планета достаточно массивна и, скорее всего, полностью не исчезнет, но всё же новое исследование демонстрирует сильное воздействие звёздного излучения на состав атмосферы. Действительно, данные наблюдения подтверждают, что высокие температуры на планете разрушают большинство молекул, включая те, которые содержат железо или титан. В более холодных гигантских экзопланетах атомные соединения предположительно скрыты в газообразных оксидах или в виде пылевых частиц, что затрудняет их обнаружение. Это не относится к KELT-9b. «Эта планета – уникальная лаборатория для анализа развития атмосферы под воздействием интенсивного звёздного излучения», – заключает Дэвид Эренрайх, научный руководитель команды Женевского университета.
Источник: phys.org
Перевод: Ольга Шатерникова