KELT-9b - самая горячая экзопланета известная науке. Летом 2018 года группа астрономов обнаружила следы паров железа и титана в его атмосфере. Теперь исследователи также смогли обнаружить следы натрия, магния, хрома и редкоземельных металлов скандия и иттрия.
Экзопланеты - это планеты вне Солнечной системы, которые вращаются вокруг других звезд. Со времени открытия первых экзопланет в середине 1990-х годов мы уже знаем более 3000 из них. Многие из этих планет экстремальны по сравнению с планетами в солнечной системе: горячие газовые гиганты, которые вращаются очень близко к звездам-хозяевам, иногда менее чем за несколько дней. Таких планет не существует в нашей Солнечной системе, и их существование не соответствовало данным о том, как и почему формируются планеты. Последние 20 лет астрономы со всего мира пытаются понять, откуда взялись эти планеты, из чего они созданы и как выглядит их климат.
Чрезвычайно горячий газовый гигант
KELT-9 - это звезда, расположенная в 650 световых годах от Земли в созвездии Лебедя. Ее экзопланета - KELT-9b - является примером наиболее экстремального из этих так называемых горячих юпитеров, потому что она вращается очень близко к своей звезде, которая почти в два раза горячее Солнца. Поэтому температура его атмосферы достигает 4000 C. В этой жаре все элементы почти полностью находятся в форме паров, а молекулы разбиваются на атомы - так же, как и в случае внешних слоев звезд. Это означает, что атмосфера не содержит облаков или аэрозолей, а небо чистое, в основном прозрачное для света звезды.
Атомы, которые создают атмосферный газ, поглощают свет в очень специфических цветах спектра, и каждый атом имеет уникальный «отпечаток» цвета, который он поглощает. Эти отпечатки пальцев могут быть измерены с помощью чувствительного спектрографа, установленного на большом телескопе, который позволяет астрономам определять химический состав атмосфер планет, удаленных от нас на многие световые годы.
Экзопланета как сокровищница
Команда ученых использовала эту технику и сделала интересное открытие: «Используя спектрограф HARPS-North, установленный на Итальянском национальном телескопе в Ла-Пальма, мы обнаружили атомы железа и титана в горячей атмосфере KELT-9b», - объясняет Кевин Хенг, директор и профессор Центр космоса (CSH) при Бернском университете и член Национального центра компетенций в области исследований PlanetS. Команда наблюдала за системой KELT-9 во второй раз прошлым летом, чтобы подтвердить раннее обнаружение, а также продолжить поиск дополнительных элементов, которые также могут присутствовать в данных. Их исследование включало 73 атома, включая некоторые так называемые редкоземельные металлы. Эти вещества менее популярны на Земле, но их используют в современных материалах и устройствах.
После тщательного анализа ученые действительно обнаружили в спектре планеты сигналы натрия, магния, хрома и редкоземельных металлов - скандия и иттрия. Последние три из них никогда не были обнаружены в атмосфере экзопланеты. «Команда также разработала интерпретацию этих данных и смогла использовать эти сигналы, чтобы оценить, на какой высоте в атмосфере планеты поглощаются эти атомы», - говорит Йенс Хоймейкерс. Более того, ученые также знают больше о сильных глобальных ветровых явлениях высоко в атмосфере, которые переносят вещество из одного полушария в другое.
«При дальнейших наблюдениях многие другие элементы могут быть обнаружены в будущем с использованием той же техники для атмосферы этой планеты, а также, возможно, и на других планетах, нагреваемых до аналогичных температур», - объясняет Йенс Хоймейкерс. Есть большая вероятность, что однажды мы найдем так называемые биосигнатуры или признаки жизни на экзопланете, используя те же методы, которые мы используем сегодня. В конечном счете, мы хотим использовать наши исследования, чтобы понять происхождение и развитие Солнечной системы, а также происхождение жизни», - добавляет Кевин Хенг.
Подробнее:
https://www.unibe.ch/news/media_news/media_relations_e/media_releases/2019/medienmitteilungen_2019/rare_earth_metals_in_the_atmosphere_of_a_glowing_hot_exoplanet/index_eng.html
https://arxiv.org/pdf/1905.02096v1.pdf
Источник: Университет Берна
