Planetolodzy odkryli niezwykle niezwykłą egzoplanetę w konstelacji Łabędzia, której atmosfera jest rozgrzana do tak wysokich temperatur, że unoszą się w niej chmury tytanu i żelaza. Ich odkrycia zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.
„Kiedy obliczyliśmy właściwości atmosfery KELT-9b, zdaliśmy sobie sprawę, że będzie ona w całości złożona z atomów, a nie z cząsteczek. Opierając się na tych przewidywaniach, próbowaliśmy znaleźć żelazo w jego atmosferze. Kiedy spojrzeliśmy głębiej, znaleźliśmy jeszcze więcej niespodzianek”- mówi Jens Hoeijmakers z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii.
Astronomowie nazywają „gorącymi Jowiszami”, rozgrzanymi gazowymi olbrzymami, które znajdują się zaledwie 2,2-75 milionów kilometrów od ich gwiazd. W Układzie Słonecznym nawet Merkury zbliża się do gwiazdy nie bliżej niż 46 milionów kilometrów, dlatego w atmosferach takich planet panują naprawdę piekielne temperatury - około 1000-1300 stopni Kelvina.
O wiele łatwiej jest znaleźć takie planety niż inne ciała niebieskie i stanowią one większość egzomerów znanych nauce. Odkrycie „gorących Jowiszów” po raz pierwszy uświadomiło naukowcom, że atmosfera na takich planetach może składać się z niezwykle egzotycznych materiałów. Na przykład w ostatnich latach odkryto gazowe giganty z ołowianymi i szklanymi chmurami, a także z powietrzem składającym się z odparowanych metali i skał, w których górnych warstwach czasami pada z rubinów i szafirów.
Stosunkowo niedawno naukowcy odkryli kilka „gorących Jowiszów”, których atmosfery zostały podgrzane do jeszcze wyższych temperatur, przekraczających 2,5 tysiąca stopni Kelvina. Oprócz piekielnego upału ich warstwy powietrza miały nietypową strukturę - były cieplejsze na zewnątrz i zimniejsze w środku, jak stratosfera na Ziemi.
Takie anomalie skłoniły naukowców do zasugerowania, że atmosfera tych „ultra-gorących Jowiszów” jest podgrzewana przez jakiś rodzaj supersilnego efektu cieplarnianego, który może być generowany przez dwie substancje - tlenek tytanu lub tlenek wanadu.
Huymakers i jego koledzy udowodnili, że tytan jest rzeczywiście obecny w atmosferze takich światów, obserwując KELT-9b, najgorętszą planetę w galaktyce, oddaloną o 650 lat świetlnych. Znajduje się niezwykle blisko źródła światła - rok trwa około 1,5 dnia ziemskiego, dzięki czemu na jego powierzchni panują piekielne temperatury i niezwykle niezwykłe warunki atmosferyczne.
W szczególności jego „słoneczna” strona jest podgrzewana do temperatury 4600 stopni Kelvina (4326 stopni Celsjusza), co w znacznym stopniu pokrywa zapis innej super-gorącej planety WASP-33b, której atmosfera jest podgrzewana „tylko” do 3200 stopni Kelvina (2926 stopni Celsjusza).). Z powodu tak wysokich temperatur atmosfera KELT-9b jest bardzo rozrzedzona iw rzeczywistości składa się z pojedynczych atomów, ponieważ cząsteczki po prostu nie mogą się formować w takich warunkach.
Film promocyjny:
Ta obserwacja skłoniła autorów artykułu do przypuszczenia, że w widmie KELT-9b można znaleźć ślady tych cząsteczek, które zwykle nie przedostają się do atmosfery planet i nie rozpadają się na pojedyncze atomy, w tym związki żelaza i tytanu.
Kierując się tym pomysłem, astronomowie przeanalizowali obrazy uzyskane przez spektrograf HARPS-N pod koniec lipca ubiegłego roku, kiedy ta planeta ostatnio przeszła przez dysk gwiazdy. Po oczyszczeniu go z interferencji naukowcy próbowali znaleźć w nim linie absorpcyjne i emisyjne związane z różnymi typami jonów tych metali.
Okazało się, że zarówno żelazo, jak i tytan są obecne w atmosferze KELT-9b w dużych ilościach. To może wyjaśniać, dlaczego ta planeta jest gorąca do tak wysokich temperatur. Dalsze badanie danych, jak mają nadzieję autorzy artykułu, pomoże zrozumieć, czy w atmosferze „ultra-gorących Jowiszów” obecna jest woda i tlenek węgla, co jest ważne dla ujawnienia składu chemicznego ich wnętrza i historii powstania.