«Хімічний відбиток» першої транзитної екзопланети вказав на її далеке місце народження

Астрономи знайшли докази того, що перша екзопланета, ідентифікована транзитним методом, могла мігрувати на близьку орбіту до зірки від розташованого далеко місця народження.

Про це розповідають у Ворицькому університеті (Великобританія).

Аналіз атмосфери планети ідентифікував хімічний “відбиток” планети, яка сформувалася набагато далі від свого сонця, ніж вона перебуває в даний час. Це підтверджує попередні уявлення про те, що після формування планета перемістилася до свого теперішнього положення, на відстань лише 7 мільйонів км від свого сонця, або еквівалент 1/20 відстані від Землі до нашого Сонця.

Міжнародна команда астрономів опублікувала свої висновки 7 квітня в журналі Nature. Ворицький університет керував моделюванням та інтерпретацію результатів, які вперше показали, що було виміряно аж шість молекул в атмосфері екзопланети для визначення її складу.

Це також перший випадок, коли астрономи використали ці шість молекул, щоб завдяки складу атмосфери остаточно визначити місцерозташування, в якому ці гарячі, гігантські планети утворюються.

З новими, більш потужними телескопами, які незабаром будуть введені в дію, їх методика також може бути використана для вивчення хімії екзопланет, на яких потенційно може існувати життя.

В цьому останньому дослідженні за допомогою Telescopio Nazionale Galileo в Ла-Пальмі, Іспанія, були отримані спектри високої роздільної здатності атмосфери екзопланети HD 209458b під час чотирьох її проходів перед своєю зіркою. Світло від зірки змінюється під час її перебування за атмосферою планети, і аналізуючи відмінності в отриманому спектрі, астрономи можуть визначити, які хімічні речовини присутні та у якій кількості.

Вперше астрономам вдалося виявити ціанід водню (синильна кислота), метан, аміак, ацетилен, окис вуглецю та невелику кількість водяної пари в атмосфері HD 209458b. Несподівана велика кількість молекул на основі вуглецю (ціанід водню, метан, ацетилен та оксид вуглецю) дозволяє припустити, що в атмосфері знаходиться приблизно стільки атомів вуглецю, скільки й атомів кисню, що вдвічі перевищує очікувану кількість вуглецю. Це свідчить про те, що під час процесу свого формування планета переважно накопичувала газ, багатий вуглецем, що можливо лише в тому випадку, якщо вона оберталася набагато далі від зірки під час формування, швидше за все, на тій же відстані, що Юпітер або Сатурн в нашій власній Сонячній системі.

Новини за подібною темою:

		Астрофізики побудували модель, яка пояснює швидке формування планет
		Екзопланета, спіймана на "шпильковому повороті", сигналізує про те, як формуються гарячі юпітери
		Водні світи, які пережили смерть своїх зірок, можуть добре підходити для пошуків життя

Доктор Сіддхарт Ганді з факультету фізики Ворицького університету сказав: "Ключовими хімічними речовинами є вуглецевоносні та азотоносні види. Якщо ці види знаходяться на тому рівні, на якому ми їх виявили, це свідчить про атмосферу, збагачену вуглецем співвідносно до кисню. Ми вперше використали ці шість хімічних видів, щоб звузити те місце, де на своєму протопланетному диску вона початково формувалася”.

"Немає можливості, щоб планета утворилася з такою багатою на вуглець атмосферою, якщо б вона знаходилася в межах лінії конденсації водяної пари. При дуже гарячій температурі цієї планети (1500 К), якщо атмосфера містить усі елементи в такій же пропорції, як у материнської зірки, кисню повинно бути вдвічі більше, ніж вуглецю, і він здебільшого мав зв’язуватися з воднем, утворюючи воду, або з вуглецем - утворюючи оксид вуглецю. Наш абсолютно інший висновок узгоджується із сучасним розумінням того, що гарячі Юпітери, такі як HD 209458b, сформувалися далеко від свого поточного місцезнаходження".

Використовуючи моделі планетарного утворення, астрономи порівняли хімічний відбиток HD 209458b з тим, що вони очікують побачити для планети такого типу.

Зоряна система розпочинає життя у вигляді диску матеріалу, що оточує зірку, який скупчується, утворюючи тверді ядра планет, які потім накопичують газоподібний матеріал, утворюючи атмосферу. Знаходячись близько до зірки, де спекотніше, в атмосфері велика частка кисню залишається у водяній парі. Потім, коли вода стає прохолоднішою, вона конденсується, перетворюючись на лід, і замикається в ядрі планети, залишаючи атмосферу, більш насичену молекулами на основі вуглецю та азоту. Тому, як очікувалося, планети, що обертаються близько до Сонця, мають атмосферу, багату на кисень, а не на вуглець.

HD 209458b була першою екзопланетою, яку вдалося ідентифікувати за допомогою транзитного методу — при спостереженні за нею, коли вона проходила перед зіркою. Вона була предметом багатьох досліджень, але це вперше, коли в її атмосфері було виміряно шість окремих молекул для створення детального "хімічного відбитку".

Доктор Маттео Брогі з команди Ворицького університету додає: "Шляхом масштабування цих спостережень ми зможемо сказати, які класи планети у нас є з точки зору локації їх утворення та ранньої еволюції. Насправді важливо, щоб ми не працювали, припускаючи, що існує лише пара молекулярних видів, які важливі для визначення спектрів цих планет, як це часто робили раніше. Виявлення якомога більшої кількості молекул корисно, коли ми переходимо до тестування цієї методики на планетах з умовами, придатними для життя, тому що нам знадобиться повне портфоліо хімічних видів, які ми можемо виявити".

Паоло Джакоббе, науковий співробітник Італійського національного інституту астрофізики (INAF) та провідний автор статті, сказав: "Якби це відкриття було романом, то він починався б із "На початку була лише вода...", оскільки переважна більшість висновків про атмосфери екзопланет з ближньо-інфрачервоних спостережень ґрунтувалися на наявності (або відсутності) водяної пари, яка домінує в цій області спектра. Ми запитали себе: чи справді можливо, що всі інші види, очікувані від теорії, не залишають будь-який вимірюваний слід? Відкриття того, що їх можна виявити, завдяки нашим зусиллям щодо вдосконалення методів аналізу, відкриває нові горизонти досліджень".

[-noviny-cosmos-]

• Екзопланети
• астрохімія