Европейские планетологи открыли в созвездии Лебедя загадочную
экзопланету, чья атмосфера раскалена до столь высоких температур, что в ней
парят облака из титана и железа.
«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», — приводит РИА Новости слова Йенса
Хуэймакерса 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 звезде 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 иные 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.
За последние годы были открыты газовые гиганты со свинцовыми
и стеклянными облаками, а также воздухом, состоящим из испаренных 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 раскалены до еще более высоких температур,
превышающих 2,5 тысячи градусов Кельвина. В дополнение к адской жаре, их
воздушные слои имели необычную структуру — они были горячее снаружи и холоднее
изнутри, подобно стратосфере Земли.
«Ультрагорячие юпитеры»
Подобные аномалии заставили ученых предположить, что
атмосферу этих «ультрагорячих юпитеров» разогревает какой-то сверхмощный
парниковый эффект, который могут порождать два вещества — оксид титана или
оксид ванадия.
Хуэймакерс 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
необычно 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 4326 градусов Цельсия, что с огромным запасом покрывает рекорд еще одной
сверхгорячей планеты, WASP-33b, чья атмосфера раскалена «всего до 2926 градусов.
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 натолкнуло 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 столь высоких температур. Дальнейшее изучение данных, как надеются
авторы статьи, поможет понять, присутствует ли вода и угарный газ в атмосфере «ультрагорячих
юпитеров», что важно для раскрытия химического состава их недр и истории
формирования.
