Атмосфера горячего юпитера указала на его формирование внутри протопланетного диска
Астрономы определили, что горячий юпитер WASP-77Ab сформировался не так, как многие другие известные экзопланеты такого типа, которые рождаются во внешних частях своих планетных систем, а затем мигрируют ближе к звезде. Вместо этого он образовался во внутренней части протопланетного диска, поэтому его атмосфера бедна элементами тяжелее водорода и гелия, и обладает близким к солнечному значением C/O. Статья опубликована в журнале Nature.
Горячие юпитеры — одна из самых популярных целей для исследований в области внесолнечной планетологии. Во-первых, такие объекты удобно открывать при помощи транзитного метода или метода радиальных скоростей, во-вторых, эти тела находятся очень близко к своим звездам, что приводит к экстремальному нагреву их внешних слоев и сложным химическим и динамическим процессам в атмосфере. Кроме того, у ученых до сих пор нет точной и хорошо проверенной теории о том, как именно появляются такие экзопланеты.
Группа астрономов во главе с Майклом Лайном (Michael Line) из Университета Аризоны опубликовала результаты исследований атмосферы экзопланеты WASP-77Ab в декабре 2020 года при помощи инфракрасного спектрометра IGRINS, установленного на 8,1-метровом телескопе «Джемини-Юг» в Чили. Наблюдения велись в диапазоне длин волн 1,43–2,42 микрометров, их целью было определение содержания различных элементов и соединений в атмосфере экзопланеты.
WASP-77Ab находится в двойной звездной системе в 340 световых годах от Земли и представляет собой горячий юпитер с массой 1,76 массы Юпитера и радиусом 1,21 радиуса Юпитера. Год на планете длится 1,36 земных дня, а ее эффективная температура оценивается в 1740 кельвин.
Ученые определили отношения C/H, O/H и C/O для атмосферы WASP-77Ab и выяснили, что она обеднена металлами (элементами тяжелее водорода и гелия), обладая при этом близким к солнечному значением C/O. Это означает, что условия формирования WASP-77Ab отличаются от условий образования планет-гигантов Солнечной системы и ранее исследованных горячих юпитеров, в частности исключается сценарий образования планеты за пределами снеговых линий (Н2O, CO, CO2) и последующая миграция внутрь после рассеивания протопланетного диска. Возможно ядро планеты создало свою газовую оболочку из вещества окружающей среды, богатого кислородом, но обедненного углеродом, внутри диска и до снеговых линий.
Ранее мы рассказывали о том, как богатая углеродом атмосфера горячего юпитера указала на место его формирования, на какой экзопланете идут дожди из железа и как телескоп TESS отыскал экстремально распухший горячий юпитер у субгиганта.
Александр Войтюк
Его нашли в Сахаре в 2020 году
Планетологи определили, что изотоп 26Al был неоднородно пространственно распределен в ранней Солнечной системе и определять возраст метеоритов только 26Al—26Mg методом необходимо с осторожностью. Такой вывод был сделан в ходе анализа метеорита EC 002, найденного в Сахаре в 2020 году. Статья опубликована в журнале Nature Communications. Считается, что радиоактивный изотоп алюминия 26Al (период полураспада 0,705 миллиона лет), возникающий при взрыве сверхновых, играет важную роль в процессах планетообразования. Тепло, выделяемое при его распаде, обеспечивало нагрев недр планетезималей, протопланет и астероидов в ранней Солнечной системе, что необходимо для протекания процессов метаморфизма, кроме того, он мог способствовать образованию химических соединений. Цепочка распада 26Al—26Mg также может использоваться для радиоизотопного датирования вещества метеоритов или малых тел, его обнаруживали в хондрах, ахондритах и включениях, богатых кальцием и алюминием (CAI), которые считаются одними из первых объектов, образовавшихся в Солнечной системе. Однако для правильной интерпретации данных измерений в космохимических исследованиях необходимо понимать степень равномерности распределения 26Al и других короткоживущих радионуклидов в ранней Солнечной системе. Группа планетологов во главе с Евгением Крестьяниновым (Evgenii Krestianinov) из Австралийского национального университета опубликовала результаты исследования вещества метеорита Erg Chech 002 (или EC 002) и радиоизотопного датирования его возраста при помощи свинец-свинцового (207Pb—206Pb) метода и его сравнения с данными по содержанию элементов цепочки 26Al—26Mg. Ученых интересовала оценка распределения 26Al в ранней Солнечной системе. EC 002 относится к андезитовым ахондритам и был обнаружен в Сахаре в 2020 году, предыдущие исследования показали, что это самая древняя из известных магматических пород в Солнечной системе, представляющая собой фрагмент коры протопланеты. Измеренный свинец-свинцовым методом возраст фракций пироксена, цельных пород и плагиоклаза в составе метеорита составил 4565,56±0,12 миллионов лет, эта временная отметка может однозначно интерпретироваться как время кристаллизации расплава. Измеренное соотношение содержания 26Al/ 27Al в EC 002 больше, чем в ангритах Д’Орбиньи и Sahara 99555, в 3-4 раза, таким образом, 26Al был неоднородно распределен среди зон образования родительских астероидов ахондритов во внутренней части протосолнечной туманности или протосолнечного диска, куда попадал из межзвездной среды. Это, в свою очередь, требует пересмотра относительных возрастов образцов метеоритов, определенных только при помощи цепочки 26Al—26Mg. Ранее мы рассказывали о том, как геохимики впервые нашли в метеорите вещество сверхновой типа Ia.