Выявлено редкоземельные металлы в атмосфере пылающе-горячей экзопланеты

Ученые с помощью спектрографа обнаружили редкоземельные металлы на раскаленной экзопланете, которая находится в 650 световых лет от нас.

Об этом говорится в пресс-релизе Университета Берна.

KELT-9 b - самая горячая из известных на сегодня экзопланет. Летом 2018 года объединенная команда астрономов из университетов Берна и Женевы нашла в ее атмосфере сигнатуры газообразного железа и титана. Теперь эти исследователи также смогли обнаружить следы выпаренного натрия, магния, хрома и редкоземельных металлов скандия и иттрия.

Экзопланеты – это планеты вне нашей Солнечной системы, которые вращаются вокруг других звезд. После открытия первых экзопланет в середине 90-х годов, их было обнаружено более 3 тысяч. Многие из этих планет экстремальны по сравнению с планетами нашей Солнечной системы: они – горячие газовые гиганты, движущиеся на орбитах невероятно близко к своим звездам-хозяевам, иногда в течение периода менее нескольких дней. Подобных планет не существует в нашей Солнечной системе, и их существование не подвергается предвидению того, как и почему образуются планеты. В течение последних 20 лет астрономы со всего мира работали над тем, чтобы понять, откуда взялись эти планеты, из чего они сделаны и какой у них климат.

Очень горячий газовый гигант

KELT-9 – звезда, расположенная в 650 световых лет от Земли в созвездии Лебедя. Ее экзопланета KELT-9 b является примером наиболее экстремальных из этих так называемых горячих юпитеров, так как она вращается очень близко к своей звезде, которая почти вдвое горячее Солнца. Поэтому температура атмосферы планеты достигает около 4000 °C. В такой жаре все элементы почти полностью испаряются и молекулы распадаются на их составляющие атомы - похоже на то, как во внешних слоях звезд. Это означает, что атмосфера не содержит облаков или аэрозолей, а небо ясное, в основном прозрачное для света от своей звезды.

Атомы, которые являются составными газа атмосферы, поглощают свет в очень специфических цветах в спектре, и каждый атом имеет уникальный «отпечаток» цветов, который он поглощает. Эти отпечатки можно измерить с помощью чувствительного спектрографа, установленного на большом телескопе, что позволяет астрономам распознать химический состав атмосфер планет, находящихся за много световых лет от Земли.

Экзопланета как сокровищница

Команда исследователей из университетов Берна и Женевы сотрудничала, используя этот метод, и сделала интересное открытие. «Используя спектрограф HARPS-North на Итальянском национальном телескопе на острове Ла-Пальма, мы обнаружили атомы железа и титана в горячей атмосфере KELT-9 b», - пояснил директор и профессор Центра Космоса и Жизнеспособности (CSH) в Университете Берна и член Национального центра компетенции в области исследования планет Кевин Хенг.

Команда наблюдала за системой KELT-9 летом прошлого года во второй раз, с целью подтвердить их предыдущие обнаружения, а также для поиска дополнительных элементов, которые также могут присутствовать в данных. Их обзор включал 73 атома, среди которых некоторые так называемые редкоземельные металлы. Эти вещества менее распространены на Земле, но применяются в современных материалах и устройствах. Йенс Хоймейкерс - ведущий автор исследования, которое сейчас опубликовано в журнале «Astronomy & Astrophysics», и который является докторантом в CSH в Берне и в Женевской обсерватории, говорит: «Наша команда предположила, что спектр этой планеты вполне может быть сокровищницей, где можно найти множество видов, которые ранее не наблюдались в атмосфере любой другой планеты».

После тщательного анализа исследователи действительно обнаружили сильные сигналы испаренного натрия, магния, хрома и редкоземельных металлов скандия и иттрия в спектре планеты. Последние три из них никогда раньше не были обнаружены в атмосфере экзопланет. «Команда также усовершенствовала свою интерпретацию этих данных и смогла использовать эти сигналы, чтобы оценить, на какой высоте в атмосфере планеты эти атомы поглощают», - говорит Йенс Хоймейкерс. Более того, исследователи узнали больше о сильных глобальных структурах ветра высоко в атмосфере, переносящего материал из одного полушария на другое.

«С дальнейшими наблюдениями, с помощью того же метода, в будущем можно будет обнаружить много других элементов в атмосфере этой планеты, и, возможно, также на других планетах, которые нагреваются до аналогично высоких температур», - объясняет Йенс Хоймейкерс. Кевин Хенг добавляет: «Есть хорошие шансы, что однажды мы найдем так называемые биосигнатуры, то есть признаки жизни, на экзопланете, используя те же методы, которые мы применяем сегодня. В конечном счете, мы хотим использовать наше исследование для понимания происхождения и развития Солнечной системы, а также происхождения жизни».

Читайте еще интересные новости о космосе.