Астрономы впервые нашли гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера

Астрономы впервые обнаружили гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Результаты наблюдений могут помочь лучше понять химию не только атмосфер горячих газовых гигантов, но и коричневых карликов. Статья опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

Горячие юпитеры представляют собой уникальный класс экзопланет, которые находятся очень близко к своим звездам. Эти газовые гиганты достаточно легко обнаружить, при этом они часто находятся в приливном захвате, а их равновесные температуры могут достигать нескольких тысяч кельвинов. В атмосферах подобных объектов ранее обнаруживались как атомы металлов, таких как натрий, калий или магний, а также соединения металлов, такие как оксиды титана, ванадия и алюминия. Поиск соединений металлов важен для астрономов не только с точки зрения понимания их влияния на свойства горячих газовых гигантов, но и на свойства коричневых карликов, в атмосферах которых также обнаруживались подобные вещества.

Среди соединений металлов можно выделить гидриды хрома и железа, которые играют важную роль в классификации коричневых карликов по спектральным типам. В атмосферах сверхгорячих юпитеров ранее обнаруживались атомы хрома и железа, а признаки существования гидридов этих металлов были найдены на газовых гигантах WASP-62b, WASP-79b, WASP-121b и WASP-127b, а также на экзонептуне HAT-P-26b. Однако ученым необходимы были более достоверные случаи обнаружения гидридов в атмосферах экзопланет-гигантов.

Группа астрономов во главе с Марриком Браамом (Marrick Braam) из Гронингенского университета опубликовала результаты анализа данных спектроскопических наблюдений за горячим юпитером WASP-31b, проведенных при помощи космического телескопа «Хаббл» в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах, и данных инфракрасного телескопа «Спитцер». В ходе наблюдений «Хаббла» использовался метод трансмиссионной спектроскопии, заключающийся в том, что когда планета оказывается между земным наблюдателем и звездой, часть излучения светила проходит сквозь атмосферу планеты и поглощается различными химическими элементами, что отражается в получаемых спектрах и позволяет определить примерный состав атмосферы.

Масса WASP-31b оценивается в 0,478 масс Юпитера, а радиус — в 1,549 радиуса Юпитера, что делает ее одной из экзопланет с самой низкой плотностью среди известных. Планета двигается по орбите на среднем расстоянии 0,047 астрономической единицы от своей звезды спектрального класса F и обладает равновесной температурой 1481 кельвин. Возраст системы составляет около одного миллиарда лет. Более ранние наблюдения за этой экзопланетой помогли выявить в ее атмосфере свидетельства наличия калия и аэрозолей, как в виде облаков, так и дымки.

В ходе нового исследования ученые пришли к выводу, что полученный спектр лучше всего объясняется моделью атмосферы, содержащей водяной пар, гидрид хрома и атомарный калий, а также молекулярный водород, слои облаков и дымки. На дневной стороне гидрид хрома может существовать в виде пара, а на ночной может конденсироваться и образовывать капли. Однако стоит отметить, что дополнительный поиск следов гидрида хрома в данных наблюдений наземного телескопа VLT не был успешен, поэтому результаты работы нуждаются в еще одном подтверждении с использованием данных наблюдений будущего космического телескопа «Джеймс Уэбб». Предполагается, что телескоп сможет подтвердить и наличие сильных ветров на WASP-31b, возникающих из-за перепада температур на дневной и ночной стороне планеты. 

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы не нашли рэлеевского рассеяния в атмосфере горячего юпитера, а также подтвердили, что на ультрагорячем юпитере WASP-76b идут железные дожди.

Александр Войтюк