Астрономи підтвердили існування атомів заліза на денній стороні в атмосфері ультрагорячого юпітера KELT-9b - найгарячішої екзопланети. Відкриття дозволяє зрозуміти як формуються і еволюціонують такі екзопланети. Препринт роботи доступний на порталі arXiv.org
Ультрагорячі юпітери виділяються як підклас гарячих юпітерів. Ці газові гіганти масою не більше 13,6 мас Юпітера знаходяться в приливному захопленні своїх зірок, через що завжди звернені до світила однією і тією ж стороною. Періоди обігу таких екзопланет складають всього кілька годин або днів, а температура їх зовнішніх шарів на денній стороні часто буває вище двох з половиною тисяч кельвінів. Вивчення подібних об'єктів цікаво з точки зору розуміння складної динаміки атмосфери і різноманітних хімічних процесів, що йдуть в ній, а також накладення обмеження на моделі формування та еволюції гарячих газових гігантів.
KELT-9b, що відноситься до ультрагорячих юпітерів, знаходиться в системі зірки спектрального класу A, розташованої на відстані 650 світлових років від Сонця в сузір'ї Лебедя. Відстань від екзопланети до зірки становить всього 0,03 астрономічних одиниці, а рік на ній триває 1,48 земного дня. Маса KELT-9b оцінюється в 2,44 маси Юпітера, а радіус - в 1,78 радіуса Юпітера. Це найгарячіша з відомих на сьогоднішній день екзопланет, її рівноважна температура становить 4050 кельвін.
Астрономи на чолі з Лоренцо Піно (Lorenzo Pino) з Амстердамського університету опублікували результати спостережень за KELT-9b, які проходили 22-23 липня 2018 року за допомогою спектрографа HARPS-North, встановленого на 3,58-метровому телескопі TNG (Telescopio Nazionale Galileo) на острові Ла-Пальма. Раніше інша наукова група, що використовувала цей інструмент, вперше виявила в атмосфері цієї екзопланети за допомогою методу абсорбційної спектроскопії пари іттрія, скандія і хрому, а також отримала свідчення вмісту в ній іонів і атомів заліза, однак ці дані потребували перевірки. Залізо становить для вчених особливий інтерес, оскільки знаючи його концентрацію в атмосфері екзопланети можна оцінити її металійність і порівняти її з металічністю батьківської зірки.
Особливість нових спостережень полягає в тому, що випромінювання від денної сторони екзопланети реєструвалося безпосередньо. Це дозволило вченим встановити, що в атмосфері KELT-9b існує теплова інверсія, її зовнішні шари більш гарячі, ніж внутрішні, що пояснюється вмістом атомів заліза на рівні в кілька разів перевищує його вміст у зірці. Передбачається, що залізні хмари знаходяться на висотах, де тиск становить від 10-3 до 10-5 бар. Надалі вчені мають намір більш точно визначити хімічний склад атмосфери екзопланети за допомогою космічного телескопа «Хаббл».
Раніше ми розповідали про те, як астрономи виявили розпад на атоми молекулярного водню в атмосфері KELT-9b, не знайшли релєєвського розсіювання в атмосфері гарячого юпітера і вперше виявили в ній оксид титану, а також підтвердили, що на ультрагорячому юпітері WASP-76b йдуть залізні дощі.