Гелий раздул атмосферу горячего нептуна
Европейские астрономы обнаружили в атмосфере горячего нептуна HAT-P-11 b гелий. В статье, опубликованной в журнале Science, сообщается, что из-за радиации звезды в планетной системе атмосфера HAT-P-11 b раздувается, напоминая воздушный шар. Открытие сделали с помощью спектрографа CARMENES, установленного на телескопе в испанской обсерватории Калар-Альто.
Гелий (об истории его открытия читайте в нашем материале «Химия в солнечном свете») является вторым по распространенности химическим элементом во Вселенной после водорода и одним из основных компонентов в составе Солнца и газовых гигантов в Солнечной системе. Долгое время предполагалось, что гелий должен присутствовать и в атмосферах крупных экзопланет, но впервые найти его удалось только в этом году: тогда астрономы обнаружили гелий в спектре супернептуна WASP-107b.
Теперь астрономы под руководством Ромэна Алларта (Romain Allart) из Женевского университета обнаружили гелий в атмосфере экзопленты HAT-P-11 b — горячего нептуна, вращающегося вокруг оранжевого карлика HAT-P-11, расположенного в 124 световых годах от Земли в созвездии Лебедя. Эта планета была открыта в рамках проекта HATNet в январе 2009 года.
Гелий был обнаружен в атмосфере планеты при помощи инструмента CARMENES, установленного на 3,5-метровом телескопе в испанской обсерватории Калар-Альто. Когда планета оказывается между земным наблюдателем и диском звезды, часть света звезды проходит сквозь атмосферу и поглощается различными химическими элементами, что отражается в спектрах поглощения. Сравнение данных наблюдений в инфракрасном диапазоне с трехмерным моделированием верхних слоев атмосферы планеты помогло оценить, что границы «распухшей» от потоков ультрафиолетового излучения от звезды атмосферы простираются за пределы пяти радиусов планеты, а гелий она теряет со скоростью ≲ 3×105 грамма в секунду. При этом с дневной на ночную сторону планеты гелий транспортируется при помощи мощных высотных ветров, дующих со скоростью более трех километров в секунду, образуя вокруг планеты что-то вроде шара. При этом, однако, не наблюдается хвоста из газа, идущего от планеты.
В прошлом году с помощью телескопа «Хаббл» ученым удалось обнаружить в атмосфере другого горячего нептуна HAT-P-26 воду. Об этом вы можете прочитать в нашей заметке.
Елизавета Ивтушок
Но не все из них станут потом планетами
Астрономы при помощи телескопов VLT и ALMA впервые увидели результаты действия механизма гравитационной нестабильности в планетарных масштабах. Они обнаружили крупные сгустки вещества, могущие быть зародышами планет, в газопылевой оболочке вокруг молодой звезды V960 Mon. Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters. Модель аккреции газа из протопланетного диска на твердое ядро, рождающееся за счет слипания пылевых частиц и планетезималей, считается основной для объяснения формирования газовых гигантов. Однако для экзогигантов и коричневых карликов, находящихся на больших расстояниях от родительских звезд, такая модель подходит хуже, так как время жизни газового диска будет меньше, чем время, необходимое для набора массы объектом. В этом случае модель формирования крупного тела за счет гравитационной нестабильности во внешней части протопланетного диска считается более подходящей, причем лежащие в ее основе физические механизмы могут объяснять и вспышки аккреции вещества на молодые звездные объекты, например фуоры. Группа астрономов во главе с Филиппом Вебером (Philipp Weber) из Университета Сантьяго в Чили опубликовала результаты анализа наблюдений за молодой звездой V960 Mon, проведенных при помощи приемника SPHERE, установленных на комплексе телескопов VLT, в 2016 году. Ученые также использовали архивные данные наблюдений за звездой наземной системы радиотелескопов ALMA. V960 Mon находится на расстоянии около пяти тысяч световых лет от Солнца в созвездии Единорога и относится к фуорам. Она находится в фазе вспышки аккреции с 2014 года и окружена газопылевой оболочкой с массой около 0,6 массы Солнца. Ученые обнаружили вокруг звезды S-образную структуру, у которой обе части состоят из как минимум двух смежных спиральных рукавов. Их протяженность составляет несколько тысяч астрономических единиц. Вблизи звезды наблюдается яркий компаньон, а в спиральных рукавах заметны сгустки вещества, которые при температуре в 50 кельвин могут содержать от 3 до 10 масс Земли в твердой фазе и около 1-3 масс Юпитера в виде газа. Обнаружение сгустков планетарной массы означает, что спиральные рукава фрагментируются за счет гравитационной нестабильности, а сами сгустки могут быть зародышами планет. Однако в дальнейшем часть из них может распасться, упасть на звезду или быть выброшенными прочь из системы, породив планеты-изгои. Ранее мы рассказывали о том, как спиральные рукава указали на гигантскую протопланету.