Сибирские ученые раскрыли загадку атмосферы самой горячей экзопланеты
Ученые из Института лазерной физики СО РАН создали первую детальную 3D-модель атмосферы KELT-9 b — самой горячей экзопланеты в Млечном Пути. Максимальная температура здесь достигает 10 000°С, а ее раздутая воздушная оболочка втрое превышает радиус самой планеты. Исследование помогло раскрыть механизм ее нагрева, который бросает вызов существующим теориям.
В созвездии Лебедя, на расстоянии около 667 световых лет от Солнца, находится звезда KELT-9. Вокруг нее вращается экзопланета KELT-9 b, напоминающая адский котел. Среди всех известных экзопланет она считается самой раскаленной: средняя температура ее атмосферы — около 4 000°С, а максимальная — 10 000°С.
Планета расположена близко к своей звезде — на расстоянии около 0,03 а.е., то есть в 30 раз ближе, чем Земля к Солнцу. Поэтому она находится в приливном захвате: оба тела вращаются синхронно и KELT-9 b всегда обращена к светилу только одной стороной — на ней всегда день, в то время как на другой — постоянная ночь. По той же причине атмосфера планеты чрезвычайно раздута — достигает 300 тыс. км и превышает радиус небесного тела в три раза. Это характерно для газовых гигантов, у которых нет твердой поверхности.
В солнечной системе нет подобных объектов, поэтому ученым интересно узнать, как они образуются. Есть две основные гипотезы. Согласно первой, планета сформировалась из газопылевого облака во время образования звезды. Однако моделирование показывает, что это невозможно, поскольку превосходящая по массе звезда перетянет на себя космическое вещество.
Вторая гипотеза предполагает, экзопланета могла зародиться в одном месте, а затем по каким-либо причинам переместилась ближе к звезде. Сегодня этот вопрос остается открытым, подчеркнул младший научный сотрудник Лаборатории энергетики мощных лазеров ИЛФ СО РАН Станислав Шарипов, слова которого приводит издание Сибирской академии наук «Наука в Сибири».
Сибирские исследователи провели наблюдения в разных спектральных диапазонах. Телескопы позволяют увидеть прохождение планеты по диску звезды, а ее атмосфера выступает в роли «светового фильтра», который пропускает только определенные излучения. Это позволяет примерно оценить состав атмосферы и радиус объекта. Узнать более точные данные позволяет численное моделирование — именно оно позволило астрофизикам определить температуру и компонентный состав KELT-9 b.
Анализ показал – в атмосфере содержатся водород, гелий, углерод и кислород, что считается довольно редким для такого типа планет. Выявлены и более тяжелые элементы — кремний, стронций, титан и ряд других. Выяснилось также, что причиной колоссального нагрева атмосферы может быть мягкое вакуумное ультрафиолетовое излучение в VUV-диапазоне. Моделирование показало, что VUV-излучение фотоионизует и без того возбужденные атомы, создавая дополнительный канал нагрева.
По мнению авторов исследования, похожий механизм нагрева может работать и на других экзопланетах. Новый подход, объединяющий астрофизику, гидродинамику, газодинамику и другие области, не только объясняет феномен KELT-9 b и узнать больше о космических объектах, но и позволяет уточнить данные телескопов.
Ранее российские ученые раскрыли детальную информацию об одном из крупнейших вулканов Венеры — гигантского объекта диаметром 240 км. Он хранит следы мощных извержений, а его структура помогает понять, как работает магматизм на планете, где нет тектоники плит. Исследователи определили основные этапы формирования структуры и оценили ее объемы.
Самое популярное
