Неожиданный элемент обнаружен в атмосфере горячих экзопланет, где жидкое железо и драгоценные камни выпадают дождем

Астрономы обнаружили неожиданный химический элемент высоко в атмосфере двух раскаленных экзопланет, где с неба дождем падают жидкое железо и драгоценные камни.

Две экзопланеты, которые вращаются вокруг отдельных звезд за пределами нашей солнечной системы, являются сверхгорячими газовыми гигантами под названием WASP-76b и WASP-121b. Астрономы использовали Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории, чтобы обнаружить барий на больших высотах в атмосфере каждой экзопланеты.

Барий - самый тяжелый элемент, когда-либо обнаруженный в атмосфере экзопланеты. Журнал Astronomy & Astrophysics опубликовал исследование с подробным описанием открытия в четверг.

С каждым открытием WASP-76b и WASP-121b кажутся ученым все более странными.

“Озадачивает и противоречит здравому смыслу вопрос: почему в верхних слоях атмосферы этих планет находится такой тяжелый элемент?” - сказал в заявлении ведущий автор исследования Томас Азеведо Сильва, докторант Университета Порту и Института астрофизики и космических наук в Португалии.

“Это было в некотором смысле ‘случайное’ открытие. Мы не ожидали и не искали бария в частности, и нам пришлось перепроверить, действительно ли он исходит с планеты, поскольку его никогда раньше не видели ни на одной экзопланете ”.

Обе экзопланеты похожи по размеру на Юпитер, самую большую планету в нашей солнечной системе, но у них невероятно высокая температура поверхности, значительно превышающая 1832 градуса по Фаренгейту (1000 градусов по Цельсию).

Высокие температуры на WASP-76b и WASP-121b обусловлены тем фактом, что каждая планета расположена близко к своей звезде-хозяину, совершая один оборот примерно за один или два дня.

Впервые обнаруженный в 2015 году, WASP-121b находится на расстоянии около 855 световых лет от Земли. Экзопланета имеет светящуюся атмосферу из водяного пара, и сильное гравитационное притяжение звезды, вокруг которой она вращается, деформирует ее в форму футбольного мяча.

Планета заблокирована приливом, что означает, что одна и та же сторона планеты всегда обращена к звезде. Это похоже на то, как наша луна вращается вокруг Земли. На дневной стороне температура начинается с 4040 F (2227 C) в самом глубоком слое атмосферы и достигает 5840 F (3227 C) в верхнем слое.

Ученые впервые заметили WASP-76b в 2016 году. Он вращается вокруг звезды в созвездии Рыб на расстоянии 640 световых лет от Земли. Эта экзопланета также заблокирована приливом, поэтому на ее дневной стороне, обращенной к звезде, температура превышает 4400 F (2426 C).

Раскаленная природа экзопланет наделила их необычными свойствами и погодой, которые кажутся чем-то из научной фантастики. Ученые считают, что на WASP-76b с неба льется жидкое железо, в то время как на WASP-121b образуются металлические облака и жидкие драгоценные камни.

Обнаружение бария в верхних слоях атмосферы каждой планеты удивило исследователей. Элемент в 2 1/2 раза тяжелее железа.

“Учитывая высокую гравитацию планет, мы ожидаем, что тяжелые элементы, такие как барий, быстро попадут в нижние слои атмосферы”, - говорится в заявлении соавтора исследования Оливье Деманжона, аспиранта Университета Порту и Института астрофизики и космических наук в Португалии.

Обнаружение бария в атмосфере обеих экзопланет может свидетельствовать о том, что сверхгорячие газовые гиганты обладают еще более необычными свойствами, чем предполагалось.

На Земле барий появляется в ночном небе в виде яркого зеленого цвета, когда запускаются фейерверки. Но ученые не уверены, какой естественный процесс заставляет тяжелый элемент появляться так высоко в атмосфере этих газовых гигантов.

Исследовательская группа использовала прибор ESPRESSO, или спектрограф Echelle для скалистых экзопланет и стабильных спектроскопических наблюдений, установленный на Очень большом телескопе в Чили, для изучения звездного света, проходящего через атмосферу каждой планеты.

“Будучи газообразными и горячими, их атмосферы очень протяженные, - сказал Деманжон, - и поэтому их легче наблюдать и изучать, чем у меньших или более холодных планет”.

Будущие телескопы также смогут наблюдать больше деталей в атмосферных слоях экзопланет, в том числе скалистых, похожих на Землю, чтобы раскрыть тайны необычных миров по всей галактике.

Подробнее ➤