Атмосфера горячего сатурна оказалась богата водяным паром

Астрономы при помощи наземных и космических телескопов подробно изучили химический состав атмосферы экзопланеты WASP-39b типа горячий сатурн (разновидность горячих юпитеров) и выяснили, что она содержит гораздо больше водяного пара, чем ожидалось. Это указывает на то, что планета образовалась достаточно далеко от звезды и в дальнейшем мигрировала на свою текущую орбиту, говорится в статье в журнале The Astronomical Journal, также кратко об этом рассказывается на сайте телескопа «Хаббл».

Горячие юпитеры - газовые экзопланеты 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. Среди этих объектов выделяют планеты с «распухшими» атмосферами и достаточно низкой плотностью, которые называют горячими сатурнами. Такие экзопланеты обладают атмосферой с необычным составом и сложной динамикой атмосферных процессов, вызванных приливным захватом и мощными потоками излучения от звезды. 

Горячий сатурн WASP-39b находится в системе желтого карлика, расположенного на расстоянии 700 световых лет от Земли в созвездии Девы. Она имеет массу 0,28 масс Юпитера, радиус 1,27 радиусов Юпитера и совершает один оборот вокруг звезды за четыре дня. Это вторая по наименьшей плотности (всего 0,18 грамм на кубический сантиметр) планета, известная на сегодняшний день (первое место принадлежит WASP-17b), эффективная температура ее атмосферы оценивается в 1030 градусов Кельвина. Астрономы при помощи телескопов наземного комплекса VLT и космических телескопов «Хаббл» и «Спитцер», пронаблюдали три события транзита планеты по диску звезды и получили наиболее полные широкополосные спектры пропускания в оптическом и инфракрасном диапазонах. 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. На основании данных наблюдений астрономы смоделировали атмосферу планеты.

Итоговая модель предполагает свободную от высотных облаков атмосферу, в спектре поглощения которой нет следов метана, но есть признаки присутствия углекислого и угарного газа и других веществ. Кроме того, данные наблюдений показывают достаточно большое содержание водяных паров в атмосфере WASP-39b, которое в три раза выше, чем у Сатурна, что дает значение атмосферной металличности в 151 раз больше солнечной. Это необычно и говорит о том, что экзопланета образовалась за пределами снеговой линии, где она, вероятно, накопила в себе большое количество льдов и планетезималей, богатых элементами тяжелее водорода и гелия, а затем мигрировала на более близкую к звезду орбиту. Астрономы считают, что WASP-39b является идеальной мишенью для последующих наблюдений при помощи космического телескопа Джеймса Уэбба, и хотят найти больше подобных планет с большим значением металличности.

Ранее мы рассказывали о том, где находится самая плотная суперземля, как в атмосфере экзопланеты впервые нашли оксид титана и почему красный карлик с планетой-«монстром» не вписался в ожидания астрономов.

Александр Войтюк