Използвайки Много големия телескоп на Европейската южна обсерватория (VLT на ESO), астрономите са открили най-тежкия елемент, намиран някога в атмосфера на екзопланета – барий. Те бяха изненадани да открият барий на голяма надморска височина в атмосферата на свръхгорещите газови гиганти WASP-76 b и WASP-121 b - две екзопланети (планети, които обикалят около звезди извън нашата слънчева система). Това неочаквано откритие повдига въпроси за това какви могат да бъдат тези екзотични атмосфери, пише phys.org.
"Озадачаващата и контраинтуитивна част е защо има толкова тежък елемент в горните слоеве на атмосферата на тези планети?" казва Томас Азеведо Силва, докторант по философия в Университета на Порто и Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) в Португалия, който ръководи проучването, публикувано днес в Astronomy & Astrophysics.
WASP-76 b и WASP-121 b не са обикновени екзопланети. И двета са известни като ултрагорещи Юпитери, тъй като са сравними по размер с Юпитер, като същевременно имат изключително високи повърхностни температури, надвишаващи 1000°C. Това се дължи на тяхната непосредствена близост до техните звезди, което също означава, че обиколката им по орбитата около звездата им отнема само един до два дни. Това придава на тези планети доста екзотични характеристики - на в WASP-76 b, например, астрономите подозират, че вали желязо.
Но въпреки това учените бяха изненадани да открият барий, който е 2,5 пъти по-тежък от желязото, в горните слоеве на атмосферата на WASP-76 b и WASP-121 b. "Като се има предвид високата гравитация на планетите, бихме очаквали тежки елементи като барий бързо да паднат в долните слоеве на атмосферата", обяснява съавторът Оливие Деманджон, изследовател също от Университета на Порто и IA.
"Това в известен смисъл беше "случайно" откритие"“, казва Азеведо Силва. "Не очаквахме или търсехме конкретно барий и трябваше да проверим дали той всъщност идва от планетата, тъй като никога преди не е бил наблюдаван в никоя екзопланета."
Фактът, че барият е открит в атмосферата и на двата ултрагорещи Юпитера, предполага, че тази категория планети може да е дори по-странна, отколкото се смяташе досега. Въпреки че от време на време виждаме барий в собственото си небе, като брилянтния зелен цвят на фойерверките, въпросът за учените е какъв естествен процес може да причини този тежък елемент да бъде на толкова голяма надморска височина в тези екзопланети. "В момента не сме сигурни какви са механизмите", обяснява Деманджън.
При изследването на атмосферите на екзопланети свръхгорещите Юпитери са изключително полезни. Както обяснява Деманджън, "Тъй като са газообразни и горещи, техните атмосфери са много разширени и по този начин са по-лесни за наблюдение и изучаване от тези на по-малки или по-хладни планети."
Определянето на състава на атмосферата на екзопланета изисква много специализирано оборудване. Екипът използва инструмента ESPRESSO на VLT на ESO в Чили, за да анализира звездната светлина, която е била филтрирана през атмосферите на WASP-76 b и WASP-121 b. Това направи възможно ясното откриване на няколко елемента в тях, включително барий.
Тези нови резултати показват, че ние едва сме доближили повърхността на мистериите на екзопланетите. С бъдещи инструменти като високодисперсионния ешелов спектрограф ArmazoNes с висока разделителна способност (ANDES), който ще работи с предстоящия изключително голям телескоп (ELT) на ESO, астрономите ще могат да изучават атмосферите на големи и малки екзопланети, включително тези на скалисти планети, подобни на Земята, в много по-голяма дълбочина и да събере повече улики за природата на тези странни светове.
Това изследване е представено в статията „Откриване на барий в атмосферата на свръхгорещи газови гиганти WASP-76b & WASP-121b в Astronomy & Astrophysics.
T. Azevedo Silva et al, Detection of barium in the atmospheres of the ultra-hot gas giants WASP-76b and WASP-121b, Astronomy & Astrophysics (2022). DOI: 10.1051/0004-6361/202244489
