Ученые обнаружили уникальную экзопланету с титаново-железными облаками

Их выводы были опубликованы в журнале Nature, передает Depo.ua.

"Когда мы просчитали свойства атмосферы KELT-9b, мы поняли, что она будет полностью состоять из атомов, а не молекул. Руководствуясь этими предсказаниями, мы попытались найти железо в ее атмосфере. Когда мы заглянули глубже, мы нашли еще больше сюрпризов", - рассказывает Йенс Хуеймакерс из Женевского университета.

"Горячими юпитерами" астрономы называют разогретые газовые гиганты, которые удалены от своих звезд всего на 2,2-75 миллионов километров. В Солнечной системе даже Меркурий подходит к солнцу не ближе, чем на 46 миллионов километров, и поэтому в атмосферах таких планет царят действительно адские температуры - около 1000-1300 градусов Кельвина.

Находить такие планеты гораздо легче, чем другие небесные тела, и они составляют большую часть известных науке экзомиров. Открытие "горячих юпитеров" впервые поставило ученых перед фактом, что атмосфера на таких планетах может состоять из крайне экзотических материалов. Например, за последние годы были открыты газовые гиганты со свинцовыми и стеклянными облаками, а также воздухом, который состоит из испарения металлов и горных пород, в верхних слоях которого иногда идут дожди из рубинов и сапфиров.

Относительно недавно ученые нашли несколько "горячих юпитеров", чьи атмосферы были накалены до еще более высоких температур, превышающих 2,5 тысячи градусов Кельвина. В дополнение к адской жаре, их воздушные слои имели необычную структуру - они были горячие снаружи и холодные изнутри, подобно стратосфере Земли.

Такие аномалии заставили ученых предположить, что атмосферу этих "ультрагарячих юпитеров" разогревает какой-то сверхмощный парниковый эффект, который могут порождать два вещества - оксид титана или оксид ванадия.

Хуеймакерс и его коллеги доказали, что титан действительно присутствует в атмосфере таких миров, наблюдая за KELT-9b, самой горячей планетой Галактики, удаленной от нас на 650 световых лет. Она расположена непривычно близко к светилу - год на ней длится около 1,5 земных дней, благодаря чему на ее поверхности царят адские температуры и крайне необычные атмосферные условия.

В частности, ее "солнечная" сторона разогрета до температуры в 4600 градусов Кельвина (4326 градусов Цельсия), что с огромным запасом покрывает рекорд еще одной сверхгорячей планеты WASP-33b, чья атмосфера накалена "всего" до 3200 градусов Кельвина (2926 градусов Цельсия). Из-за столь высоких температур атмосфера KELT-9b очень сильно разрежена и фактически состоит из одиночных атомов, так как молекулы в таких условиях просто не могут формироваться.

Это наблюдение навело авторов статьи на мысль, что в спектре KELT-9b можно найти следы тех молекул, которые обычно не попадают в атмосферу планет и не распадаются на отдельные атомы, в том числе соединения железа и титана.

Руководствуясь этой идеей, астрономы проанализировали снимки, полученные спектрографом HARPS-N в конце июля прошлого года, когда эта планета в последний раз прошла по диску светила. Очистив его от помех, ученые попытались найти в нем линии поглощения и излучения, связанные с различными видами ионов этих металлов.

Оказалось, что и железо, и титан присутствуют в атмосфере KELT-9b в больших количествах. Это может объяснять то, почему эта планета раскалена до таких высоких температур. Дальнейшее изучение данных, как надеются авторы статьи, поможет понять, присутствуют ли вода и угарный газ в атмосфере "ультрагарячих юпитеров", что важно для раскрытия химического состава их недр и истории формирования.

Напомним, что космические телескопы "Хаббл" и "Спитцер" обнаружили большое количество воды в атмосфере экзопланеты WASP-39b, которая имеет массу, подобную массе Сатурна.