Стратосфера планеты WASP-18b наполнена угарным газом

Ноя 30, 2017 Леонид Гляделов

Новости космоса:

Команда, возглавляемая НАСА, обнаружила доказательства того, что огромная экзопланета WASP-18b обернута в удушающую стратосферу с угарным газом и лишенную воды. Результаты получены после нового анализа наблюдений космических телескопов "Хаббл" и "Спитцер".

Формирование слоя стратосферы в атмосфере планеты связано с «солнцезащитными» молекулами, которые поглощают ультрафиолетовое (УФ) и видимое излучение, исходящее от звезды, и затем выделяют эту энергию в виде тепла. Новое исследование предполагает, что «горячий Юпитер» WASP-18b , массивная планета, которая вращается вблизи своей звезды, имеет необычный состав, и формирование этого мира сильно отличается от формирования Юпитера и газовых гигантов в других системах.

Подробнее:

« Состав WASP-18b удивил всех и превзошёл все ожидания», - сказал Кайл Шеппард из Центра космических полетов в Гринбелте, штат Мэриленд, ведущий автор статьи.
«Мы не знаем ни о какой другой внесолнечной планете, где монооксид углерода полностью доминирует над верхней атмосферой».

На Земле озон поглощает УФ в стратосфере, защищая наш мир от многих вредных излучений Солнца. Для горстки экзопланет со стратосферами поглотитель обычно считается молекулой, такой, как оксид титана, близкий родственник диоксида титана, используемый на Земле в качестве пигмента краски и ингредиента солнцезащитного крема.

Исследователи изучили данные, собранные для WASP-18b , расположенные на расстоянии 325 световых лет от Земли, в рамках исследования, чтобы найти экзопланеты со стратосферами. Тяжелая планета, масса которой составляет 10 Юпитеров, неоднократно наблюдалась, позволяя астрономам накапливать относительно большую информацию. В этом исследовании было проанализировано пять затмений из архивных данных Хаббла и два от Спитцера.

Из света, излучаемого атмосферой планеты на инфракрасных длинах волн, за пределами видимой области, можно идентифицировать спектральные отпечатки воды и некоторых других важных молекул. Анализ показал специфический отпечаток WASP-18b, который не похож на какую-либо экзопланету, рассмотренную до сих пор. Чтобы определить, какие молекулы наиболее вероятно соответствуют этому, команда провела обширное компьютерное моделирование.

«Единственным последовательным объяснением данных является переизбыток монооксида углерода и очень мало водяного пара в атмосфере WASP-18b в дополнение к присутствию стратосферы», - сказал Никку Мадхусудхан, соавтор исследования из Университета из Кембриджа, Соединенное Королевство.
«Это редкое сочетание факторов открывает новое окно в наше понимание физических и химических процессов в атмосферах экзопланет».

Полученные данные показывают, что WASP-18b имеет горячий монооксид углерода в стратосфере и более прохладный оксид углерода в слое атмосферы ниже, называемый тропосферой. Команда определила это путем обнаружения двух типов сигнатур моноксида углерода, сигнатуры поглощения на длине волны около 1,6 микрометра и сигнатуры излучения около 4,5 мкм. Это первый случай, когда исследователи обнаружили оба типа отпечатков для одного типа молекулы в атмосфере экзопланеты.

Теоретически, еще возможна интерпретация наблюдений - двуокись углерода, которая имеет аналогичный отпечаток. Исследователи решили это, потому, что если бы имелось достаточно кислорода, чтобы образовать углекислый газ, в атмосфере также должен быть некоторое содержание водяного пара.

Для получения спектральных отпечатков, видимых командой, верхняя атмосфера WASP-18b должна быть заполнена окисью углерода. По сравнению с другими горячими юпитерами атмосфера этой планеты, вероятно, будет содержать в 300 раз больше «металлов» или элементов более тяжелых, чем водород и гелий. Эта чрезвычайно высокая металлизированность указывает на то, что WASP-18b мог накапливать большее количество твердых льдов во время его образования, чем Юпитер, или, как это делали другие горячие юпитеры.

«Ожидаемый запуск космического телескопа им. Джеймса Вебба и других будущих космических обсерваторий, даст нам возможность следить при помощи еще более мощных инструментов и продолжать изучать удивительное множество экзопланет», - сказал Ави Мандел