KELT-9b в представлении художника.

Иллюстрация NASA/JPL-Caltech.

Экзопланета KELT-9b, открытая в 2017 году, заставила астрономов выделить новый класс планет: ультрагорячие юпитеры. Она находится в 30 раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу. При этом и само светило более чем вдвое горячее нашего. В итоге поверхность KELT-9b раскалена сильнее, чем у большинства звёзд: до 4300 °C.

С момента открытия специалисты пытаются понять, как образуются настолько близкие к своему светилу и при этом массивные планеты (несмотря на интенсивное испарение, KELT-9b всё ещё почти втрое тяжелее Юпитера). Существующие теории не дают исчерпывающего ответа на этот вопрос.

Важный ключ к процессу формирования планеты – химический состав её атмосферы. Его можно выяснить, когда тело проходит между родительской звездой и наблюдателем (как говорят специалисты, совершает транзит), и лучи светила просвечивают атмосферу изучаемого мира. Дело в том, что химические элементы отличаются друг от друга тем, на каких длинах волн они поглощают свет. Эти участки спектра (линии поглощения) позволяют опознать химический элемент, как отпечатки пальцев.

KELT-9b особенно привлекательна для таких наблюдений, поскольку она безоблачна. В её раскалённой атмосфере просто нет молекул, которые могли бы образовать облака.

"Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже рассказывали о том, как специалисты обнаружили на этой планете атомы титана и железа. Теперь та же научная группа, стремясь подтвердить свои результаты, выполнила повторные наблюдения. Они принесли не только подтверждение прежних выводов, но и новые открытия, о которых рассказывает препринт научной статьи.

Астрономы начали с того, что построили модель атмосферы KELT-9b. Исходя из неё, они выяснили, какие химические элементы в такой газовой оболочке будут иметь линии поглощения в видимом свете. При этом было проверено 76 элементов таблицы Менделеева, от лития до платины.

Отобрав "подозрительные" вещества, исследователи приступили к поиску их следов в наблюдениях двух транзитов планеты. Данные были получены с помощью наземного оптического телескопа TNG.

В итоге эксперты подтвердили существование в атмосфере KELT-9b нейтральных атомов магния и железа, а также ионов железа и титана Fe+ и Ti+. Кроме того, нашлись нейтральные атомы натрия, а также ионы хрома, скандия и иттрия (Cr+, Sc+, Y+). Последние три элемента ещё никогда не обнаруживались в спектрах экзопланет.

Данные указывают на возможное присутствие нейтральных атомов хрома, кальция и кобальта, а также ионов стронция Sr+, но эти результаты ещё предстоит проверить последующими наблюдениями.

Пока неясно, что эта информация о химическом составе может рассказать о механизмах образования ультрагорячих юпитеров. Это дело будущих исследований.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о планете, которая испаряется рекордными темпами, и о том, почему раздуваются горячие юпитеры. Также мы писали о первом обнаружении гелия на экзопланете.

Источник