Команда астрономів відкрила новий інструмент для кращого розуміння складних атмосфер екзопланет, згідно з нещодавнім дослідженням.
Використовуючи спектральні спостереження з високою роздільною здатністю, вони успішно підтвердили наявність гідриду хрому (CrH) в атмосфері гарячої екзопланети Юпітера, відомої як WASP-31b.
За словами співавтора дослідження астронома Лаури Флегг, наукового співробітника з астрономії Коледжу мистецтв і наук Корнельського університету, США, гідрид хрому – молекула, яка демонструє надзвичайну чутливість до температурних коливань, – заслужив репутацію “термометра для зірок”.
“Молекули гідриду хрому дуже чутливі до температури. При вищих температурах ви бачите лише хром. А при нижчих температурах він перетворюється на інші речовини”, – пояснив Флегг.
Ця молекула стає поширеною лише в певному температурному діапазоні від 1200 до 2000 градусів Кельвіна. Раніше Флегг вже використовував можливості гідридів металів, зокрема гідриду хрому, для вимірювання температури холодних зірок і коричневих карликів.
На потенціал гідриду хрому як температурного індикатора для гарячих екзопланет Юпітера натякали попередні дослідження з низькою роздільною здатністю. Однак це нещодавнє дослідження знаменує собою перше остаточне виявлення гідриду металу, зокрема гідриду хрому, в атмосфері екзопланети з високою роздільною здатністю.
Це досягнення проголошується як значний стрибок вперед у нашому розумінні атмосферних умов масивних планет за межами Сонячної системи. Хоча відкриття не дає нових знань про окрему екзопланету WASP-31b, воно створює новий метод дослідження подібних небесних тіл.
WASP-31b, відкрита у 2011 році, обертається навколо зірки F5 зі швидким періодом 3,4 дня. Дослідження не тільки підтвердило рівноважну температуру планети в 1400 Кельвінів, але й перевірило, що цей температурний діапазон відповідає умовам, сприятливим для наявності гідриду хрому.
У своїх дослідженнях Флегг використовує спектроскопію з високою роздільною здатністю для вивчення атмосфер екзопланет. Аналізуючи світло, що випромінюється, коли планета знаходиться збоку від своєї зірки, і коли вона проходить перед нею, Флегг може зробити висновок про наявність певних елементів в атмосфері планети.
Метод ґрунтується на тому, що різні елементи поглинають і пропускають світло на певних довжинах хвиль.
“Ми можемо отримати тисячі різних ліній. Ми комбінуємо їх за допомогою різних статистичних методів, використовуючи шаблон – приблизне уявлення про те, як виглядає спектр – і порівнюємо його з даними, і зіставляємо”, – сказав Флегг у пресрелізі.
“Якщо вони добре збігаються, то є сигнал. Ми випробовуємо всі різні шаблони, і в цьому випадку шаблон гідриду хрому дав сигнал”. Дефіцит гідриду хрому, навіть в ідеальному температурному діапазоні, вимагає використання складних інструментів і телескопів для його виявлення.
Дослідники покладалися на спектри високої роздільної здатності зі спостережень, зроблених у 2022 році в рамках дослідження Exoplanets with Gemini Spectroscopy за допомогою спектрографа GRACES.
Оскільки це відкриття прокладає шлях до більш точних температурних вимірювань і глибшого розуміння атмосфер екзопланет, Флегг сподівається, що інші дослідники також надихнуться просіювати свої дані в пошуках гідриду хрому та інших гідридів металів. Збільшивши розмір вибірки, вчені зможуть виявити важливі тенденції в атмосферах далеких планет, розширивши наше розуміння різноманітності Всесвіту.
Читайте також: