Странное супер

Jun 16, 2023

Молекула гидрида хрома обычно встречается в звездах, но была обнаружена в атмосфере горячего Юпитера WASP-31b, одной из самых легких экзопланет, когда-либо наблюдаемых.

Астрономы впервые обнаружили в атмосфере экзопланеты редкую чувствительную к температуре молекулу, которая обычно связана со звездами.

«Молекула термометра» гидрид хрома широко распространена в узком диапазоне температур от 1700 до 3140 градусов по Фаренгейту (от 926 до 1730 градусов по Цельсию). Он был обнаружен в атмосфере экзопланеты «горячего Юпитера» WASP-17b, которая вращается вокруг звезды F-типа, расположенной примерно в 1250 световых годах от Земли.

Открытие такого гидрида металла — металла, связанного с водородом с образованием нового соединения — в атмосфере чужой планеты может позволить ученым по-новому измерить температуру миров за пределами Солнечной системы.

«Молекулы гидрида хрома очень чувствительны к температуре», — заявила в своем заявлении ведущий автор исследования Лаура Флэгг, научный сотрудник Корнельского университета в Нью-Йорке. «При более высоких температурах вы видите только один хром. А при более низких температурах он превращается в другие вещества. Таким образом, существует только определенный температурный диапазон, в котором гидрид хрома наблюдается в больших количествах».

Связанный:10 удивительных открытий экзопланет

Обнаруженная в 2010 году WASP-17b уже была известна как довольно необычная и экстремальная экзопланета еще до того, как команда обнаружила в ее атмосфере гидрид хрома. Горячий Юпитер расположен всего в 4,3 миллиона миль (6,9 миллиона километров) от своей родительской звезды, настолько близко, что совершает полный оборот по орбите всего за 3,4 земных дня.

Эта близость к звезде-хозяину, называемой WASP-17, приводит к экстремальным температурам на горячем Юпитере, составляющим около 2060 градусов по Фаренгейту (1130 градусов по Цельсию), что подтвердили Флэгг и ее команда. Эта температура как раз подходит для размещения молекул гидрида хрома.

Экстремальная температура WASP-17b имеет еще одно последствие: вызывает «раздувание» атмосферы газового гиганта. Это означает, что, несмотря на массу менее половины массы Юпитера, Wasp-17b более чем в 1,5 раза шире нашей. Самая большая планета Солнечной системы. Это дает Wasp-17b плотность около 13% плотности Юпитера, или около 0,17 грамма на кубический сантиметр.

Для сравнения, плотность зефира составляет 0,21 грамма на кубический сантиметр. Таким образом, WASP-17b, одна из самых легких когда-либо обнаруженных экзопланет, на самом деле менее плотная, чем зефир.

Команда астрономов обнаружила гидрид хрома в атмосфере WASP-17b с помощью спектроскопии высокого разрешения. Элементы и химические соединения поглощают свет определенных длин волн, оставляя свои характерные отпечатки в спектрах света, исходящего от звезды, которые можно оценить с помощью спектроскопии.

Флэгг и ее коллеги сравнили спектры света, исходящего от звезды, когда вращающиеся вокруг нее планеты находились сбоку от нее, со спектрами, исходящими от звезды, когда планета проходит или пересекает ее поверхность. Во втором случае свет звезды должен пройти через атмосферу транзитной планеты, и, таким образом, команда может обнаружить отпечатки пальцев, которых не было в спектрах света, полученного только от звезды. Это сообщает команде, какие из этих элементов и соединений существуют в атмосфере планеты.

«Высокое спектральное разрешение означает, что у нас есть очень точная информация о длине волны», — сказал Флэгг. «Мы можем получить тысячи разных линий. Мы объединяем их, используя различные статистические методы, используя шаблон — примерное представление о том, как выглядит спектр — и сравниваем его с данными, сопоставляем. Если совпадение хорошо, есть сигнал.

«Мы пробуем все разные шаблоны, и в данном случае шаблон из гидрида хрома подал сигнал».

— Мощные ветры супермагнитных звезд могут уничтожить возможность существования жизни на их экзопланетах.

— Экзопланета размером с Землю обнаружена всего в 72 световых годах от нас