В экзопланетной атмосфере обнаружен неожиданно тяжелый элемент

С помощью Очень большого телескопа (VLT) астрономы обнаружили самый тяжелый элемент, когда-либо найденный в атмосфере экзопланет — барий.

Они были удивлены, обнаружив барий на больших высотах в атмосферах сверхгорячих газовых гигантов WASP-76 b и WASP-121 b — двух экзопланет, то есть планет, которые вращаются вокруг звезд за пределами нашей Солнечной системы. Это неожиданное открытие поднимает вопрос о том, какими могут быть эти экзотические атмосферы, рассказывают в Европейской южной обсерватории (ESO).

«Загадочная и контринтуитивная часть заключается в том, почему в верхних слоях атмосферы этих планет есть такой тяжелый элемент?», - говорит Томас Азеведо Сильва, аспирант Университета Порту и Института астрономии и наук о Земле (IA) в Португалии, возглавлявший исследование.

WASP-76 b и WASP-121 b не являются обычными экзопланетами. Обе они известны как сверхгорячие Юпитеры, поскольку по размеру они сопоставимы с Юпитером, но имеют чрезвычайно высокую температуру поверхности, превышающую 1000°C. Это связано с их близостью к своим звездам, что также означает, что орбита вокруг каждой звезды занимает всего один-два дня. Это придает этим планетам довольно экзотические черты: например, на WASP-76 b, как подозревают астрономы, идут железные дожди.

Но даже несмотря на это, ученые были удивлены, обнаружив в верхних слоях атмосфер WASP-76 b и WASP-121 b барий, который в 2,5 раза тяжелее железа. «Учитывая высокую гравитацию планет, мы ожидали, что тяжелые элементы, такие как барий, быстро попадут в нижние слои атмосферы», - объясняет соавтор исследования Оливье Деманжон, исследователь также из Университета Порту и IA.

«Это было в определенной степени "случайное" открытие», - говорит Азеведо Силва. «Мы не ожидали и не искали именно барий, и нам пришлось перепроверить, что он действительно поступает с планеты, поскольку ранее его никогда не видели ни в одной экзопланете».

Тот факт, что барий был обнаружен в атмосферах обоих этих сверхгорячих Юпитеров, свидетельствует о том, что эта категория планет может быть еще более странной, чем считалось ранее. Хотя мы время от времени видим барий в нашем собственном небе, как ярко-зеленый цвет в фейерверках, вопрос для ученых заключается в том, какой естественный процесс мог привести к тому, что этот тяжелый элемент оказался на такой большой высоте на этих экзопланетах. «В настоящее время мы не уверены, какие это механизмы», - объясняет Деманжон.

В изучении экзопланетных атмосфер сверхгорячие Юпитеры чрезвычайно полезны. Как объясняет Деманжон, «поскольку они газообразные и горячие, их атмосферы очень растянуты и, таким образом, их легче наблюдать и изучать, чем атмосферы меньших или более холодных планет».

Определение состава атмосферы экзопланеты требует очень специализированного оборудования. Команда использовала инструмент ESPRESSO на VLT в Чили для анализа звездного света, который был отфильтрован через атмосферы WASP-76 b и WASP-121 b. Это позволило четко обнаружить в них несколько элементов, в том числе барий.

Эти новые результаты показывают, что мы лишь приоткрыли завесу тайн экзопланет. С помощью будущих инструментов, таких как Высокодисперсионный эшелонированный спектрограф ArmazoNes (ANDES) высокого разрешения, который будет работать на будущем Чрезвычайно большом телескопе (ELT) ESO, астрономы смогут изучать атмосферы больших и малых экзопланет, в том числе скалистых планет, похожих на Землю, гораздо глубже и собрать больше подсказок о природе этих странных миров.

Это исследование было представлено в статье "Обнаружение бария в атмосферах сверхгорячих газовых гигантов WASP-76b и WASP-121b", которая будет опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Экзопланеты
• горячий Юпитер