Астрономы подтвердили наличие оксида титана в атмосфере ультрагорячего юпитера WASP-189b

Астрономы при помощи спектрографа HARPS впервые с большой точностью подтвердили существование оксида титана в атмосфере ультрагорячего юпитера WASP-189b. Предполагается, что это соединение может быть основной причиной нагрева стратосферы подобных экзопланет наряду с атомами металлов. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Температура атмосферы уменьшается с увеличением высоты, если только не существует веществ, порождающих температурную инверсию. В случае Земли таким веществом выступает озон, а в атмосферах экзопланет-гигантов, подвергающихся мощным потокам излучения со стороны своих звезд, поглотителями коротких волн будут выступать оксиды титана (TiO) и ванадия (VO). Эти соединения находили спектрометрическими методами в атмосферах горячих юпитеров, однако последующие наблюдения не позволили подтвердить эти результаты или опровернуть их.

Группа астрономов во главе с Бибианой Принот (Bibiana Prinoth) из Лундского университета сообщила о достоверном (на уровне 5,6 сигма) обнаружении оксида титана в атмосфере ультрагорячего юпитера WASP-189b благодаря спектроскопии пропускания высокого разрешения. Наблюдения за экзопланетой велись при помощи эшелле-спектрографа HARPS, установленного на 3,6-метровом телескопе  в обсерватории Ла Силья.

WASP-189b находится в 326 световых годах от Солнца и обращается вокруг яркой звезды спектрального класса А. Экзопланета обладает массой примерно 2 массы Юпитера, радиусом 1,6 радиуса Юпитера и совершает один оборот вокруг звезды за 2,7 дня. Ее температура была оценена в 3435 кельвин, что делает экзопланету одной из самых горячих из известных на сегодня.

Ученые обнаружили в атмосфере WASP-189b как титан и оксид титана (TiO), так и атомы и ионы других металлов (Fe, Fe⁺, Cr, Mg, Mn, V, Na, Ca, Sc⁺,Cr⁺ и Ni). Анализ данных показывает наличие на экзопланете атмосферных потоков, направленных с дневной стороны на ночную. Кроме того, исследователи пришли к выводу, что атмосферы газовых экзогигантов, подвергающихся интенсивному облучению со стороны своих звезд, будут иметь сложную и неоднородную объемную структуру, в которой разные вещества могут находиться в разных слоях и при разных условиях. В частности, конденсация магния и хрома в атмосфере WASP-189b может быть ограничена широтными областями или высотами, где титан и оксид титана (TiO) отсутствуют, или они конденсируются при одних и тех же условиях, но на концентрацию титана влияют другие процессы. 

Исследователи считают, поскольку все больше ультрагорячих юпитеров наблюдается при помощи крупных наземных телескопов и космических обсерваторий, правильная интерпретация полученных данных наблюдений зависит от того, насколько теоретические модели учитывают процессы глобальной атмосферной циркуляции и переноса излучения, а также неоднородный химический состав.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы подтвердили железные дожди на ультрагорячем юпитере WASP-76b и нашли экстремально черный горячий юпитер.

Александр Войтюк