KELT-9 b – самая горячая из известных на сегодняшний день экзопланет. Летом 2018 года объединённая группа астрономов из университетов Берна и Женевы обнаружила в её атмосфере сигнатуры газообразного железа и титана. Недавно эти же исследователи смогли обнаружить следы испарённого натрия, магния, хрома, а также редкоземельных металлов скандия и иттрия.
Экзопланеты – это планеты, находящиеся вне нашей Солнечной системы. С момента обнаружения первых экзопланет в середине 90-х годов и до сегодняшнего дня было открыто более 3000 этих объектов.
Многие из этих планет экстремальны по сравнению с планетами в нашей Солнечной системе: газовые гиганты, которые движутся по орбитам невероятно близким к своим звёздам-хозяевам, иногда год там длится всего несколько дней. Таких планет нет в нашей Солнечной системе, и их существование не поддаётся предсказаниям о том, как и почему планеты образуются. Последние 20 лет астрономы со всего мира работают над тем, чтобы понять, откуда взялись эти планеты, из чего они сделаны и каков их климат.
Очень горячий газовый гигант
KELT-9 – это звезда, расположенная в 650 световых годах от Земли в созвездии Лебедя. Экзопланета KELT-9 b является примером наиболее экстремального из так называемых горячих Юпитеров, потому что она вращается очень близко вокруг своей звезды, которая почти в два раза горячее Солнца. Поэтому её атмосфера достигает температуры 4000°C. В такой жаре все элементы практически полностью испаряются, а молекулы разбиваются на составляющие их атомы – примерно тоже происходит во внешних слоях звёзд. Это означает, что в атмосфере планеты нет облаков или туманов, и небо чистое, прозрачное для света звезды.
Атомы, составляющие атмосферу, поглощают свет, и каждый атом имеет уникальный “отпечаток”. Эти отпечатки могут быть исследованы с помощью чувствительного спектрографа, что позволит астрономам определить химический состав атмосферы планеты.
Экзопланета как сокровищница
Команда исследователей из университетов Берна и Женевы объединилась, чтобы использовать эту технику, и сделала интересное открытие: используя спектрограф HARPS-North на Итальянском национальном телескопе на острове Ла-Пальма, учёные обнаружили атомы железа и титана в атмосфере KELT-9 b. Команда наблюдала за системой KELT-9 уже во второй раз с целью подтверждения своих предыдущих обнаружений, а также для поиска дополнительных элементов, которые также могут присутствовать в данных.
В результате исследователи обнаружили 73 атома, среди которых некоторые так называемые редкоземельные металлы. Эти вещества слабо распространены на Земле, но применяются в современных материалах и устройствах. Атмосфера этой планеты является сокровищницей, где можно обнаружить множество элементов, которые не были обнаружены в атмосферах других планет.
После тщательного анализа исследователи обнаружили сильные сигналы испарённого натрия, магния, хрома и редкоземельных металлов скандия и иттрия в спектре планеты. Последние три никогда ранее не были обнаружены в атмосфере экзопланеты. Команда также смогла определить на какой высоте в атмосфере планеты встречаются те или иные атомы.
Дальнейшие наблюдения позволят обнаружить гораздо больше элементов, используя ту же технику, как в атмосфере этой планеты, так и в атмосферах других далёких экзопланет. Кроме того, существует вероятность найти так называемые биосигнатуры, то есть признаки жизни, на экзопланете, используя те же методы.
