Когда очень горячая планета размером с Юпитер проходит перед щитом звезды-хозяина, астрономы имеют уникальную возможность изучить ее раскаленную атмосферу.
В попытках узнать больше информации о мирах за пределами нашей Солнечной системы атмосфера является ключевым элементом. Характеристики атмосферы экзопланет могут дать нам понимание химического состава и климата планет, их эволюции и даже - с некоторыми потенциальными оговорками - их обитаемости.
В частности, транзитные планеты дают нам уникальную возможность. Когда планета проходит перед звездой-хозяином, мы кратко наблюдаем свет звезды, прошедший через атмосферу планеты. Изучая спектр этого света, мы можем не только определить наличие определенных атомов и молекул в атмосфере планеты, но и узнать больше об свойствах атмосферы далеких миров.
В новом исследовании, проведенном Джейком Тернером (Университет Корнелла), команда ученых изучает спектры экзопланеты KELT-9b.
KELT-9b - это экстремальный мир. Это самая жаркая из известных планет с дневными температурами, превышающими 4500K - горячее, чем многие звезды! Этот очень горячий Юпитер находится всего в 0,035 астрономических единицах от своей кипящей звезды типа A или B, обращаясь вокруг нее всего за 1,5 дня.
Интенсивная радиационная бомбардировка KELT-9b почти наверняка имеет свои последствия: этот энергетический свет должен диссоциировать молекулы на составляющие их атомы и ионизировать металлы в горячей атмосфере, а также раздувать водородную оболочку вокруг планеты до точки выхода горячего газа.
Тернер и его коллеги исследуют экстремальные условия в атмосфере KELT-9b, используя спектры пропускания с высоким разрешением, сделанные с помощью инструмента CARMENES на 3,5-метровом телескопе Calar Alto в Испании.
Авторы работы находят линии поглощения, указывающие на присутствие ионизированного кальция (Ca II) в спектрах атмосферы KELT-9b. Это только второй случай, когда Ca II наблюдался в атмосфере горячего Юпитера. Они также обнаруживают видимое поглощение Hα - свидетельство, подтверждающее существование обширной водородной оболочки, окружающей облученную планету.
Моделируя спектры, которые они получают для KELT-9b, ученые могут идентифицировать давления, высоты и температуры, при которых эти спектральные линии образуются в атмосфере. Исследуя атмосферу, они обнаружили линии Ca II в радиусе 1,32-1,40 планеты. Линия Hα предоставляет информацию с высоты более 1,44 по радиусу планеты.
Вместе эти линии поглощения действуют как атмосферные термометры, обеспечивая изображение профиля атмосферной температуры KELT-9b и проблески энергии, которая входит и выходит из атмосферы планеты.
Эти результаты показывают мощь используемой техники, показывая необычайное богатство информации, которую мы можем получить от далекого света звезды, пронизанного сквозь атмосферу экстремального мира.
Источник: AAS Nova