Испаренные металлы были обнаружены в атмосфере горячего Юпитера

Двадцать пять лет назад астрономы обнаружили новый класс экзопланет, не похожий ни на один в нашей Солнечной системе; они назвали их – горячие юпитеры. Это газовые гиганты, которые вращаются вокруг своей звезды на расстоянии в сотни раз ближе, чем Юпитер (и другие газовые гиганты в нашей Солнечной системе) вокруг нашего Солнца. На обложке статьи – одна из таких планет – MASCARA-2 b.

Используя инструмент, разработанный в Йельском университете, астрономы смогли изучить особенно палящее небо одной из таких планет, расположенной на расстоянии более 450 световых лет от Земли. По спектральным «отпечаткам пальцев» они смогли определить наличие испаренных металлов в атмосфере планеты. В конечном счете, исследователи надеются, что их результаты помогут расширить наше понимание того, как формируются планетные системы, и помогут нашему поиску пригодных для жизни планет.

С температурой, превышающей 1730 ° C (3140 ° F), атмосфера MASCARA-2 b переводит планету в очень жаркое состояние. Находясь в 100 раз ближе к своей звезде, чем орбита Юпитера к нашему Солнцу, MASCARA-2 b вращается вокруг своей звезды-хозяина каждые 3.47 дня. Для исследователей эта экзопланета была идеальным кандидатом для тестирования сравнительно нового телескопа Extreme Precision Spectrometer (EXPRES).

Хотя основная задача прибора состоит в том, чтобы обеспечить обнаружение планет, похожих на Землю, вокруг близлежащих звезд, предельная точность EXPRES может использоваться для зондирования атмосфер отдаленных планет.

«Атмосферные подписи очень слабые и трудно обнаружить», – говорит Сэм Кабот, аспирант астрономии Йельского университета и автор нового исследования. «По счастливой случайности, EXPRES предлагает эту возможность, поскольку вам нужны очень точные инструменты для поиска планет за пределами нашей Солнечной системы».

Как описано в статье, недавно опубликованной журналом Astronomy and Astrophysics, когда MASCARA-2 b выравнивается непосредственно между Землей и ее главной звездой, элементы в ее атмосфере блокируют часть звездного света от попадания на наземный телескоп. Анализируя конкретные поглощенные длины волн, команда смогла определить, что газообразное железо, магний и хром находятся в воздухе экзопланеты.

Длина волны света, поглощенного атмосферой горячего Юпитера, служит «химическим отпечатком» для присутствующих элементов. Сэм Кэбот / Йельский университет

Дальнейшее рассмотрение спектров, полученных EXPRES, показало, что химический состав MASCARA-2 b отличается между «утренней» и «вечерней» сторонами планеты.

«Эти химические обнаружения могут не только научить нас элементному составу атмосферы, но и эффективности циркуляции атмосферы», – объяснил Йенс Хоймейкерс, ведущий автор исследования и астроном Женевской обсерватории .

Наряду с вкладом в наши знания о горячих Юпитерах, наблюдения служат прогревом для будущих измерений с помощью инструмента EXPRES, который может значительно ускорить поиск обитаемых экзопланет.

«Горячие Юпитеры предоставляют лучшие лаборатории для разработки методов анализа, которые однажды будут использоваться для поиска биосигнатур в потенциально обитаемых мирах», – говорит профессор Дебра Фишер, соавтор исследования. «Обнаружение испаренных металлов в атмосфере MASCARA-2 b является одним из первых захватывающих научных результатов, появившихся на EXPRES, еще больше результатов на пути».

---

Исследования:

• DOI: 10.1038/378355a0 (A Jupiter-mass companion to solar-type star)
• arXiv:2004.08415 (High-resolution Transmission Spectroscopy of MASCARA-2 b with EXPRES)

---

Вас также может заинтересовать:

Вот как работает миссия Европейского космического агентства CHEOPS