Горячий юпитер оказался горячее предыдущих оценок

На это указала новая транзитная спектроскопия, на которой заметили линии дважды ионизированного кальция. Они оказались значительно больше предусмотренных ранее учитывая близость планеты к родительской звезде. Свои выводы исследователи опубликовали в Astrophysical Journal Letters. Планета WASP-76b была открыта в 2016 году. Ее масса составляет 89% от массы Юпитера, но при этом имеет очень разреженную атмосферу и ее радиус составляет 1,87 радиуса Юпитера. При этом вокруг своей звезды эта планета вращается всего за 1,8 дня, то есть расстояние от нее до звезды составляет всего несколько сотен тысяч километров. Подобных WASP-76b горячих газовых гигантов у других звезд открыто немало и их принято называть горячими юпитерами. И этот юпитер действительно очень горячий: мало того, что он находится вплотную к своей звезде, так еще и сама звезда относится к классу F и имеет диаметр на 75% больше Солнца. Впрочем, именно такие условия как нельзя лучше подходят для испытания новой методики оценки состава атмосферы по спектральным линиям, который применили исследователи из Корнелльского университета Торонто и Королевского университета Белфаста.

Исследователи взяли свежие данные о спектре WASP-76b из обсерватории Джемини из двух восьмиметровых телескопов на Гавайях и в Чили и пропустили их через ряд компьютерных фильтров. Благодаря этим фильтрам из спектра планеты были убран шум от космических лучей, звезды WASP-76 и ряд эффектов, которые не позволяли точно измерить длину и глубину линий поглощения от различных элементов в спектре планеты. Особенно исследователей интересовали линии водорода, гелия, ионизированного натрия и дважды ионизированного кальция.

По линиям этих элементов можно воспроизвести условия на планете. Три яркие линии дважды ионизированного кальция стали для ученых неожиданностью. Присутствие такого большого количества кальция исследователи связывают с тем, что атмосфера у планеты имеет больший радиус, чем это предрекают модели и динамика ионов кальция на больших высотах атмосферы. Также исследователи пришли к выводу, что на ширину линий, которые они наблюдают, большое влияние должно вызывать вращения планеты и ветры, которые на ней дуют.

На основе полученных данных о спектральных линиях астрономы построили модель атмосферы планеты. И оказалось, что для того, чтобы объяснить повышенное содержание дважды ионизированного кальция необходимо, чтобы температура атмосферы планеты была значительно выше той, что была установлена ​​предыдущими исследованиями. Такой дополнительный нагрев атмосферы горячего юпитера может быть следствием фотонизации металлов, которая уже была предложена ранее для других подобных планет. В целом же авторы отмечают, что для построения полной модели атмосферы WASP-76b с ее соотношением давление-температура и моделированием силы ветра необходимо собрать дополнительные исследования.

Фото в анонсе: WASP-76b в изображении художника. Michele Diodati / Medium

Перевод материала nauka.ua