Учені знайшли унікальну екзопланету із титаново-залізними хмарами

Їхні висновки були опубліковані в журналі Nature, передає Depo.ua.

"Коли ми прорахували властивості атмосфери KELT-9b, ми зрозуміли, що вона буде повністю складатися з атомів, а не молекул. Керуючись цими передбаченнями, ми спробували знайти залізо в її атмосфері. Коли ми заглянули глибше, ми знайшли ще більше сюрпризів", - розповідає Йенс Хуеймакерс з Женевського університету.

"Гарячими юпітерами" астрономи називають розігріті газові гіганти, які віддалені від своїх зірок за все на 2,2-75 мільйонів кілометрів. У Сонячній системі навіть Меркурій підходить до зірки не ближче, ніж на 46 мільйонів кілометрів, і тому в атмосферах таких планет панують дійсно пекельні температури - близько 1000-1300 градусів Кельвіна.

Знаходити такі планети набагато легше, ніж інші небесні тіла, і вони складають більшу частину відомих науці екзоміров. Відкриття "гарячих юпітерів" вперше поставило вчених перед фактом, що атмосфера на таких планетах може складатися з вкрай екзотичних матеріалів. Наприклад, за останні роки були відкриті газові гіганти зі свинцевими і скляними хмарами, а також повітрям, що складається з випаровування металів і гірських порід, в верхніх шарах якого іноді йдуть дощі з рубінів і сапфірів.

Відносно недавно вчені знайшли кілька "гарячих юпітерів", чиї атмосфери були розжарені до ще більш високих температур, що перевищують 2,5 тисячі градусів Кельвіна. На додаток до пекельної спеки, їх повітряні шари мали незвичайну структуру - вони були гаряче зовні і холодніші зсередини, подібно стратосфері Землі.

Такі аномалії змусили вчених припустити, що атмосферу цих "ультрагарячих юпітерів" розігріває якийсь надпотужний парниковий ефект, який можуть породжувати два речовини - оксид титану або оксид ванадію.

Хуеймакерс і його колеги довели, що титан дійсно присутня в атмосфері таких світів, спостерігаючи за KELT-9b, найгарячішою планетою Галактики, віддаленої від нас на 650 світлових років. Вона розташована незвично близько до світила - рік на ній триває близько 1,5 земних днів, завдяки чому на її поверхні панують пекельні температури і вкрай незвичайні атмосферні умови.

Зокрема, її "сонячна" сторона розігріта до температури в 4600 градусів Кельвіна (4326 градусів Цельсія), що з величезним запасом покриває рекорд ще однієї надгарячої планети, WASP-33b, чия атмосфера розжарена "всього" до 3200 градусів Кельвіна (2926 градусів Цельсія). Через настільки високі температури атмосфера KELT-9b дуже сильно розріджена і фактично складається з одиночних атомів, так як молекули в таких умовах просто не можуть формуватися.

Це спостереження наштовхнуло авторів статті на думку, що в спектрі KELT-9b можна знайти сліди тих молекул, які зазвичай не потрапляють в атмосферу планет і не розпадаються на окремі атоми, в тому числі з'єднання заліза і титану.

Керуючись цією ідеєю, астрономи проаналізували знімки, отримані спектрографом HARPS-N в кінці липня минулого року, коли ця планета в останній раз пройшла по диску світила. Очистивши його від перешкод, вчені спробували знайти в ньому лінії поглинання і випромінювання, пов'язані з різними видами іонів цих металів.

Виявилося, що і залізо, і титан присутні в атмосфері KELT-9b в великих кількостях. Це може пояснювати те, чому ця планета розпечена до таких високих температур. Подальше вивчення даних, як сподіваються автори статті, допоможе зрозуміти, чи присутні вода і чадний газ в атмосфері "ультрагарячих юпітерів", що важливо для розкриття хімічного складу їх надр та історії формування.

Нагадаємо, що космічні телескопи "Хаббл" і "Спітцер" виявили велику кількість води в атмосфері екзопланети WASP-39b, яка має масу, подібну до маси Сатурна.