Спека на Землі може бути некомфортною і навіть небезпечною для декого, але наша планета не має нічого спільного зі спекотним світом WASP-76 b.
Астрономи глибше вивчили екзопланету, на якій температура сягає близько 4350 градусів за Фаренгейтом (2400 градусів за Цельсієм), що є достатньою для випаровування заліза. У процесі дослідження команда ідентифікувала 11 хімічних елементів в атмосфері планети і виміряла, наскільки вони поширені.
Примітно, що деякі з породоутворюючих елементів, виявлених на цій далекій планеті, ще навіть не були виміряні на газових гігантах Сонячної системи – Сатурні та Юпітері.
“Справді рідкісні випадки, коли екзопланета, що знаходиться за сотні світлових років від нас, може навчити нас чомусь такому, що інакше було б неможливо дізнатися про нашу власну Сонячну систему”, – сказав у своїй заяві керівник команди та Інституту досліджень екзопланет Троттьє Монреальського університету Стефан Пеллетьє, доктор філософії. “Це саме той випадок, коли йдеться про це дослідження”.
Розташована на відстані близько 634 світлових років у сузір’ї Риб, дивна планета WASP-76 b отримує свої неймовірні температури завдяки близькості до своєї батьківської зірки. Класифікована як “надгарячий Юпітер”, тобто масивна планета, яка існує неймовірно близько до своєї зірки, екзопланета знаходиться на дванадцятій частині відстані від своєї зірки, WASP-76, ніж Меркурій від Сонця.
Це надає WASP-76 b, яка обертається навколо своєї зірки за 1,8 земних днів, інших надзвичайних властивостей. Хоча планета має лише близько 85% маси Юпітера, вона майже вдвічі ширша за газового гіганта Сонячної системи і приблизно в шість разів більша за нього за об’ємом. Це результат інтенсивного випромінювання його зірки, що “роздуває” планету.
WASP-76 b стала об’єктом інтенсивного вивчення відтоді, як була знайдена в рамках програми Ширококутового пошуку планет (WASP) у 2013 році. Це дозволило класифікувати кілька елементів в її атмосфері. Найбільш вражаючим було відкриття у 2020 році, що залізо, яке випаровується на стороні приливно-відливної планети, яка постійно звернена до своєї зірки, потрапляє на відносно прохолодну “нічну сторону”, яка постійно звернена до космосу, і конденсується, випадаючи у вигляді залізного дощу.
Натхненний попередніми дослідженнями WASP-76 b, Пеллетьє вирішив провести нові спостереження WASP-76 b за допомогою оптичного спектрографа високої роздільної здатності MAROON-X на 8-метровому телескопі Gemini North на Гаваях, що є частиною Міжнародної обсерваторії Gemini. Це дозволило команді вивчити склад надгарячого Юпітера з безпрецедентною деталізацією.
Через неймовірні температури WASP-76 b елементи, які зазвичай утворюють гірські породи на земних планетах, таких як Земля, такі як магній і залізо, натомість випаровуються і ховаються у вигляді газів у верхніх шарах атмосфери планети.
Однак не все, що було виявлено у складі WASP-76 b, було таким очікуваним. Команда виявила, що певні елементи в атмосфері WASP-76 b виявилися “виснаженими”.
“Ці елементи, яких не вистачає в атмосфері WASP-76 b, є саме тими, які вимагають вищих температур для випаровування, як титан і алюміній”, – сказав Пеллетьє. “Тим часом ті, що відповідали нашим прогнозам, такі як марганець, ванадій або кальцій, випаровуються при дещо нижчих температурах”.
Команда інтерпретувала це виснаження як свідчення того, що склад верхньої атмосфери газових планет-гігантів чутливий до температури. Залежно від температури, при якій конденсується елемент, він або присутній у верхніх шарах атмосфери у вигляді газу, або відсутній, оскільки сконденсувався в рідину і опустився в нижчі шари. В нижніх шарах атмосфери елемент не може поглинати світло, тому його характерний “відбиток” відсутній у спостереженнях.
“Якщо цей висновок підтвердиться, це означатиме, що дві гігантські екзопланети, які мають дещо відмінні температури, можуть мати дуже різні атмосфери, – пояснив Пелтьє. “Це як дві каструлі з водою, одна з яких при -1°C замерзла, а інша при +1°C – рідка. Наприклад, кальцій спостерігається на WASP-76 b, але його може не бути на трохи холоднішій планеті”.
Команда зробила ще одне важливе відкриття про атмосферу WASP-76 b: вона містить хімічну сполуку під назвою оксид ванадію. Вперше ця сполука була виявлена в атмосфері планети за межами Сонячної системи. Відкриття представляє великий інтерес для астрономів, оскільки оксид ванадію може мати великий вплив на гарячі планети-гіганти.
“Ця молекула відіграє подібну роль до озону в атмосфері Землі: вона надзвичайно ефективно нагріває верхні шари атмосфери, – пояснив Пеллетьє. “Це призводить до того, що температура зростає з висотою, а не знижується, як це зазвичай спостерігається на холодних планетах”.
Команда також виявила більшу кількість нікелю, ніж очікувалося, навколо WASP-76 b, що може означати, що в якийсь момент своєї історії газова планета-гігант поглинула менший земний світ, схожий на Меркурій, який був багатий на цей елемент.
Астрономи, що стоять за цими відкриттями, продовжать вивчати цю екзопланету та інші подібні світи, намагаючись з’ясувати, як температура впливає на склад їхніх атмосфер. Команда вчених сподівається, що дещо з того, що вони дізнаються, можна буде застосувати до планет-гігантів, розташованих ближче до нас.
Читайте також: