В атмосфере экзопланеты впервые нашли оксид титана

Механизм обнаружения окиси титана по поглощению света в атмосфере экзопланеты

ESO/M. Kornmesser

Международная группа астрономов при помощи телескопа VLT впервые обнаружила оксид титана в атмосфере экзопланеты WASP-19b типа «горячий Юпитер». Результаты наблюдений позволят точнее моделировать атмосферы экзопланет и больше узнать об их происхождении и эволюции. Научная статья опубликована в журнале Nature, кратко о ней рассказывается в пресс-релизе на сайте Европейской Южной обсерватории.

«Горячие Юпитеры» являются газовыми экзопланетами с размерами, подобными Юпитеру, но с более короткими орбитальными периодами, чем у него. Из-за близости к звезде их удобно регистрировать методом радиальных скоростей или транзитным методом. Такие экзопланеты обладают атмосферами с необычным составом и сложной динамикой атмосферных процессов, вызванных приливным захватом и мощными потоками излучения от звезды. Считается, что из-за высоких температур в них могут существовать молекулы оксидов металлов, в том числе и тугоплавких, однако, несмотря на активный поиск, долгое время не было данных, подтверждавших факт достоверного обнаружения таких молекул в атмосферах экзопланет.

Экзопланета WASP-19b, принадлежащая к классу «горячих Юпитеров», находится в системе желтого карлика, расположенного на расстоянии 815 световых лет от Земли в созвездии Паруса, и имеет самый короткий известный на сегодняшний день орбитальный период — она совершает полный оборот вокруг своей звезды всего за 19 часов. Эффективная температура атмосферы планеты оценивается в 2000 градусов Кельвина, из-за близости к звезде она обладает раздутыми внешними слоями. Астрономы при помощи спектрографа FORS2, установленном на одном из телескопов комплекса VLT (Very Large Telescope), пронаблюдали три события транзита планеты по диску звезды и получили точные широкополосные спектры пропускания. Когда планета оказывается между земным наблюдателем и диском звезды, часть света звезды проходит сквозь атмосферу и поглощается различными химическими элементами, что отражается в спектрах и позволяет понять химический состав атмосферы. 


В результате исследователям удалось обнаружить следы воды, натрия и оксида титана TiO в атмосфере WASP-19b, а также определить ее параметры и структуру, измеряя относительные изменения радиуса планеты на различных длинах волн, проходящих сквозь ее атмосферу, и сравнивая эти данные с теоретическими моделями. Выяснилось, что оксид титана ответственен за образование дымки в атмосфере, делающей ее непрозрачной. Если молекул TiO будет достаточно много, то это приведет к тепловой инверсии, при которой температура верхних слоев атмосферы оказывается выше, чем нижележащих, и окажет существенное влияние на процессы циркуляции воздушных масс. Результаты работы позволили не только проверить теоретические модели строения атмосфер экзопланет, но и продемонстрировать важность наземных наблюдений при исследовании других планетных систем.

Ранее мы рассказывали о том, что астрономы нашли сверхзвуковые ветра на экзопланете, измерили продолжительность дня на экзопланете солнцеподобной звезды и впервые отыскали атмосферу у экзопланеты земного типа.

Александр Войтюк

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.