Международная группа исследователей во главе с астрономами из Амстердамского университета впервые продемонстрировала наличие железа в атмосфере экзопланеты. Исследователи обнаружили линии излучения незаряженных атомов железа в световом спектре экзопланеты KELT-9b. Наблюдение было сложным, поскольку экзопланета затенена своей яркой звездой-хозяином.
Экзопланета KELT-9b вращается вокруг своей звезды KELT-9 за 36 часов. Звезда и планета расположены на расстоянии примерно 620 световых лет от Земли в созвездии Лебедя. Звезда имеет температуру более 10000 градусов, почти в два раза жарче, чем Солнце. Планета KELT-9b больше Юпитера. Она находится близко к своей звезде, примерно в тридцать раз ближе Земли к Солнцу.
Исследователи уже знали, что в атмосфере планеты должно быть железо. Несколько лет назад они уже видели признаки этого при изучении звездного света, когда планета проходила перед своей звездой.
В новых наблюдениях исследователи смотрели прямо на свет планеты. Это сложно, поскольку планета освещена светом своей звезды. Кроме того, из-за ее близости к звезде, один год на планете длится около полутора суток. В течение половины этого очень короткого «года» ночная сторона планеты обращена к Земле, но в это время она слишком темная, чтобы ее можно было увидеть. Таким образом, исследователям пришлось наблюдать за планетой в течение коротких 8 часов перед тем, как планета скрывалась за звездой, чтобы наблюдать за ее горячей, яркой дневной стороной.
Лоренцо Пино (Университет Амстердама), ведущий автор исследования, сравнивает поиск света от экзопланеты в ярком свете ее звезды с поиском светлячка возле фонарного столба: «Несколько лет назад мы увидели тень светлячка или, в нашем случае, тень экзопланеты. Теперь мы посмотрели на экзопланету напрямую".
Исследователи провели свои наблюдения на испанском острове Ла-Пальма в ночь на 22 июля 2018 года с помощью итальянского телескопа Telescopio Nazionale Galileo. Этот телескоп оснащен HARPS-N, спектрографом, который может расщеплять свет и обнаруживать присутствие определенных атомов и молекул. Исследователи извлекли эмиссионные линии атомов, используя технику, называемую взаимной корреляцией.
«Звезда неподвижна, но планета движется. Кросс-корреляция - это своего рода фильтр, который движется вместе с планетой. Это позволяет нам изолировать свет планеты».
Основываясь на полученных данных, исследователи теперь считают, что железо в атмосфере экзопланеты KELT-9b нагревает верхнюю часть атмосферы, делая ее теплее, чем нижнюю. Идея состоит в том, что железо поглощает свет звезды, тем самым нагревая атмосферу. На Земле подобный процесс происходит в атмосфере. Однако в этом случае не железо, а озон нагревает верхние слои.
В будущем исследователи надеются провести более глубокое исследование, точно измеряя содержание железа в атмосфере планеты. Например, это можно сделать с помощью космического телескопа Хаббл, на котором для Лоренцо Пино уже назначено время для наблюдения. В конечном счете, исследователи надеются раскрыть тайну, как возникают горячие газообразные гигантские экзопланеты, такие как KELT-9b, и почему в нашей солнечной системе нет сопоставимых примеров.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200513215203
