Астрономи з Корнелльського університету Торонто та Королівського університету Белфаста встановили, що одна із найгарячіших екзопланет, відомих людству, WASP-76b насправді ще гарячіша, ніж це вважалося досі. На це вказала нова транзитна спектроскопія, на якій помітили лінії двічі іонізованого кальцію. Вони виявилися значно більшими за передбачені раніше з огляду на близькість планети до батьківської зорі. Свої висновки дослідники опублікували в Astrophysical Journal Letters.
WASP-76b у зображенні художника. Michele Diodati / Medium
На що схожа планета WASP-76b?
Планета WASP-76b була відкрита у 2016 році. Її маса складає 89 відсотки від маси Юпітера, але при цьому має дуже розріджену атмосферу і її радіус складає 1,87 радіуса Юпітера. При цьому навколо своєї зірки ця планета обертається усього за 1,8 дня, тобто відстань від неї до зорі складає усього кілька сотень тисяч кілометрів. Подібних до WASP-76b гарячих газових гігантів біля інших зірок відкрито чимало і їх заведено називати гарячими юпітерами. І цей юпітер дійсно дуже гарячий: мало того, що він знаходиться впритул до своєї зірки, так ще і сама зірка належить до класу F та має діаметр на 75 відсотків більший за Сонце. Втім, саме такі умови якнайкраще підходять для випробування нової методики оцінки складу атмосфери за спектральними лініями, який застосували дослідники з Корнелльського університету Торонто та Королівського університету Белфаста.
Що показали дослідження атмосфери екзопланети?
Дослідники взяли свіжі дані про спектр WASP-76b з обсерваторії Джеміні з двох восьмиметрових телескопів на Гаваях та у Чилі та пропустили їх через ряд комп’ютерних фільтрів. Завдяки цим фільтрам зі спектра планети були прибраний шум від космічних променів, зірки WASP-76 та ряд ефектів, які не дозволяли точно виміряти довжину та глибину ліній поглинання від різних елементів у спектрі планети. Особливо дослідників цікавили лінії від водню, гелію, іонізованого натрію та двічі іонізованого кальцію.
За лініями цих елементів можна відтворити умови на планеті. Три яскраві лінії двічі іонізованого кальцію стали для вчених несподіванкою. Присутність такої великої кількості кальцію дослідники пов’язують із тим, що атмосфера у планети має більший радіус, ніж це передрікають моделі та динаміка іонів кальцію на великих висотах атмосфери вища. Також дослідники прийшли до висновку, що на ширину ліній, які вони спостерігають, великий вплив мало б спричиняти обертання планети та вітри, що на ній дмуть.
Який вплив це усе має на планету?
На основі отриманих даних про спектральні лінії астрономи побудували модель атмосфери планети. І виявилося, що для того, аби пояснити підвищений вміст двічі іонізованого кальцію необхідно, щоб температура атмосфери планети була значно вищою за ту, що була встановлена попередніми дослідженнями. Такий додатковий нагрів атмосфери гарячого юпітеру може бути наслідком фотонізації металів, яка вже була запропонована раніше для інших подібних планет. В цілому ж автори зазначають, що для побудови повної моделі атмосфери WASP-76b із її співвідношенням тиск-температура та моделюванням сили вітру необхідно зібрати додаткові дослідження.