Телескоп CHEOPS подтвердил экстремальные температуры на экзопланете WASP-189b
Астрономы благодаря телескопу CHEOPS смогли с большой точностью определить параметры горячего юпитера WASP-189b и его родительской звезды. Оказалось, что экзопланета действительно может считаться одной из самых горячих известных на сегодня, а ее звезда вращается так быстро, что на экваторе она холоднее, чем на полюсах. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics.
Запуск телескопа CHEOPS (Characterising Exoplanet Satellite) в космос состоялся 18 декабря 2019 года, а в апреле этого года он приступил к полноценной работе. Задачей обсерватории является не поиск новых экзопланет, а исследование уже известных кандидатов при помощи метода транзитной фотометрии. В частности, CHEOPS способен с большой точностью определять размеры экзопланет, их среднюю плотность и даже некоторые характеристики атмосферы. Основными целями наблюдений становятся планеты с массами между массой Земли и Нептуна, найденные наземными обсерваториями. Подробнее о работе телескопа можно узнать из материала «Слетаем за подробностями».
Группа астрономов во главе с Моникой Лендл (Monika Lendl) из Женевского университета опубликовала результаты наблюдений телескопа за системой WASP-189, которая находится в 326 световых годах от Солнца и состоит из яркой звезды спектрального класса А, диаметр которой в 2,4 раза больше солнечного, и горячего юпитера, обнаруженного в 2018 году. WASP-189b обладает массой примерно двух масс Юпитера, находится примерно в двадцать раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, и совершает один оборот вокруг нее за 2,7 дня. Система достаточно молода (730 миллионов лет), что делает ее интересной целью с точки зрения изучения эволюции атмосфер короткопериодных газовых гигантов.
В ходе наблюдений, проведенных в марте-апреле и мае 2020 года, CHEOPS смог увидеть четыре покрытия экзопланеты диском звезды и два прохождения экзопланеты по диску звезды (транзиты). Это позволило ученым уточнить радиус WASP-189b, который составляет 1,619±0,021 радиуса Юпитера, а также определить, что планета обладает атмосферой с малым альбедо и температурой 3435±27 кельвин, что в два раза выше температуры плавления железа. Это делает экзопланету одной из самых горячих известных на сегодня, наряду с KELT-9b. Орбита WASP-189b наклонена относительно экватора звезды и проходит близко к ее полюсам. Кроме того, телескоп помог уточнить характеристики родительской звезды, в частности оказалось, что из-за быстрого вращения она немного сплющена, что вызывает разницу в поверхностной яркости ее экваториальных и полярных областей. Такой эффект астрономы называют гравитационным потемнением.
Ранее мы рассказывали о том, как телескоп VLT подтвердил железные дожди на экзопланете WASP-76b, а также об экстремально черном горячем юпитере WASP-104b, атмосфера которого поглощает почти все излучение звезды.
Александр Войтюк
Это первый известный гидрид металлов в атмосферах экзопланет
Астрономы при помощи наземных телескопов достоверно обнаружили гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Это первый случай подтвержденного открытия гидрида металлов в атмосферах экзопланет. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters. Линии гидридов и оксидов металлов используются астрофизиками при спектроскопических исследованиях атмосфер очень холодных звезд и коричневых карликов для их классификации и определения некоторых свойств — например, металличности или наличия облаков. Горячие экзогиганты могут обладать температурой, сравнимой с температурой коричневых карликов (а порой и звезд), поэтому в них тоже можно найти оксиды и гидриды металлов, которые влияют на свойства их атмосфер, например, вызывают температурную инверсию. Неоднократные поиски на горячих и теплых экзопланетах гидридов железа и хрома уже давали интересные кандидатуры, однако эти результаты основаны на спектроскопии низкого разрешения, что затрудняет достоверную идентификацию различных соединений и не позволяет сделать однозначных выводов. Группа астрономов во главе с Лаурой Флэгг (Laura Flagg) из Корнеллского университета сообщила об однозначном обнаружении гидрида хрома (CrH) в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Для этого ученые проанализировали данные спектроскопических наблюдений высокого разрешения, проведенных при помощи спектрографов GRACES и UVES, установленных на наземных телескопах «Джемини-Север» и VLT. Наблюдения велись в 2017 и 2022 году, во время транзитов планеты по диску звезды. Масса WASP-31b оценивается в 0,478 массы Юпитера, а радиус — в 1,549 радиуса Юпитера, она совершает один оборот вокруг своей звезды спектрального класса F5 за 3,4 дня и обладает равновесной температурой 1481 кельвин, а также очень низкой плотностью. Ранее в атмосфере экзопланеты уже был обнаружен гидрид хрома, однако тогда данные казались не до конца убедительными — статистическая значимость открытия составила 3,3 сигма. В текущем исследовании статистическая значимость обнаружения гидрида хрома составляет 5,6 сигма, что делает WASP-31b первой экзопланетой с подтвержденным наличием гидрида металла. Авторы отмечают, что текущие возможности наземной спектроскопии высокого разрешения для поисков гидридов и оксидов металлов на других экзопланетах ограничены и для новых открытий стоит использовать космические телескопы, такие как «Джеймс Уэбб», а также будущие крупные наземные телескопы следующего поколения. Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые отыскали барий, самарий и тербий в атмосферах ультрагорячих юпитеров — это самые тяжелые найденные на сегодня элементы в атмосферах экзопланет.