Необычное открытие: как астрономы нашли в облаках двух раскаленных экзопланет невероятно тяжелый металл
На просторах Вселенной существуют миры, по сравнению с которыми планеты Солнечной системы выглядят тривиальными и скучными. Например, супермеркурии и мини-нептуны, развивающиеся вопреки логике планетарного «созревания». А еще есть горячие и сверхгорячие Юпитеры, расположенные так близко к своим звездам, что их атмосферы состоят из облаков тяжелых элементов, испаренных из-за сильнейшего жара.
Не так давно в атмосфере двух самых жутких миров Млечного Пути астрономы обнаружили один очень тяжелый металл. В облаках экзопланет WASP-76b и WASP-121b дрейфуют облака бария — 56-го элемента таблицы Менделеева.
Предыдущие поиски обнаружили кальций, оксид титана и оксид ванадия в атмосфере WASP-76b, а также ванадий, железо, хром, кальций, натрий, магний и никель в атмосфере WASP-121b. Но барий, витающий в воздухе на больших высотах, выводит всю эту ситуацию на новый уровень.
Свинцовые тучи
«Загадочная и нелогичная часть заключается в следующем: почему в верхних слоях атмосферы этих планет вообще есть такой тяжелый элемент?» — задал вопрос астроном Томас Азеведу Силва из Университета Порту и Института астрофизики и космических наук (IA) в Португалии.
Выяснение химического состава атмосферы экзопланеты — непростая задача. Во-первых, вам нужна экзопланета, которая проходит между нами и ее звездой-хозяином в событии, известном как транзит. Затем он должен проходить достаточно часто, чтобы усилить сигнал и собрать достаточно данных. Эта планета также нуждается в достаточно толстой атмосфере, чтобы позволить свету звезды поглощаться, когда он фильтруется и переизлучается атомами и молекулами внутри нее.
Это поглощение изменяет длину волны света, изменяя электромагнитный спектр, который мы видим от звезды. Сравнивая свет от транзитов со светом, обычно излучаемым звездой, ученые могут выделить спектральные отпечатки химии экзопланеты и проследить их до материалов, которые, как известно, производят эти отпечатки.
Это кропотлива работа, но крайне полезная — она может помочь нам лучше понять разнообразие и эволюцию экзопланет в галактике. WASP-76b и WASP-121b находятся очень близко к своим звездам, их орбитальные периоды составляют 1,8 и 1,27 земных дня соответственно. Кроме того, они оба довольно массивные, их массы в 0,92 и 1,18 раза больше, чем у Юпитера. Это делает обнаружение бария весьма своеобразным фактором.
Ученым удалось подтвердить особенности WASP-121b, указывающие на то, что ее атмосфера протекает — экзопланету буквально испаряет ее звезда. Это еще одно свидетельство того, что горячие юпитеры живут ограниченное время, неспособные выжить в течение длительного времени так близко к своему светилу.