Полювання на екзопланети виявило багато захоплюючих прикладів. Наприклад, опитування виявили багато "гарячих юпітерів", газових гігантів, які за розмірами схожі на Юпітер, але орбіти дуже близькі до своїх сонців. Цей конкретний тип екзопланети викликав інтерес для астрономів, головним чином, тому що їх існування кидає виклик звичайним думкам про те, де можуть існувати газові гіганти в зорі.
Тому міжнародна команда на чолі з дослідниками Європейської південної обсерваторії (ESO) використовувала дуже великий телескоп (VLT) для кращого огляду WASP-19b, гарячого Юпітера, розташованого за 815 світлових років від Землі. У ході цих спостережень вони помітили, що в атмосфері планети містяться сліди оксиду титану, завдяки чому це вперше було виявлено цю сполуку в атмосфері газового гіганта.
Дослідження, яке описує їх результати, під назвою "Виявлення оксиду титану в атмосфері гарячого Юпітера", нещодавно з'явилося в науковому журналі Природа.Під керівництвом Еляра Седагаті - недавнього випускника Технічного університету Берліна та співробітника Європейської південної обсерваторії - команда використовувала дані, зібрані масивом VLT протягом року, щоб вивчити WASP-19b.
Як і всі гарячі юпітери, WASP-19b має приблизно таку саму масу, що і Юпітер, і орбіти знаходиться дуже близько до свого сонця. Насправді його орбітальний період настільки короткий - всього 19 годин - що температура в його атмосфері, як оцінюється, сягає 2273 К (2000 ° С; 3632 ° F). Це в чотири рази більше спека, ніж Венера, де температури досить гарячі, щоб розплавити свинець! Насправді температури на WASP-19b досить гарячі, щоб розплавити силікатні мінерали та платину!
Дослідження спиралося на прилад FOcal Reducer / Low Dispersion Spectrograph 2 (FORS2) на VLT, багатомодовий оптичний прилад, здатний проводити візуалізацію, спектроскопію та дослідження поляризованого світла (поляриметрія). Використовуючи FORS2, команда спостерігала за планетою перед її зіркою (ака. Здійснила транзит), яка виявила цінні спектри з її атмосфери.
Ретельно проаналізувавши світло, яке пройшло крізь його туманні хмари, команда з подивом виявила сліди кількості оксиду титану (а також натрію та води). Як розповів Еліар Седагаті, який 2 роки був студентом в ESO для роботи над цим проектом, про відкриття в прес-релізі ES:
“Виявлення таких молекул не є простим подвигом. Нам потрібні не тільки дані виняткової якості, але і ми повинні провести складний аналіз. Для того, щоб зробити наші висновки, ми використовували алгоритм, який досліджує багато мільйонів спектрів, що охоплюють широкий спектр хімічних складів, температур та властивостей хмари або імлі.”
Оксид титану - дуже рідкісна сполука, яка, як відомо, існує в атмосфері прохолодних зірок. У невеликих кількостях він діє як поглинач тепла, а тому, ймовірно, частково відповідає за WASP-19b, що переживає такі високі температури. У досить великих кількостях це може запобігти надходженню тепла або виходу з нього тепла в атмосферу, спричиняючи те, що відомо як теплова інверсія.
Це явище, коли температури у верхній атмосфері вище і нижче вниз. На Землі озон відіграє подібну роль, викликаючи інверсію температур у стратосфері. Але для газових гігантів це навпаки, що зазвичай відбувається. Тоді як Юпітер, Сатурн, Уран та Нептун мають більш холодні температури у своїх верхніх атмосферах, температура набагато нагрівається ближче до ядра через підвищення тиску.
Команда вважає, що присутність цієї сполуки може суттєво впливати на температуру, структуру та циркуляцію атмосфери. Більше того, той факт, що команді вдалося виявити це з'єднання (перше для дослідників екзопланет), є свідченням того, як дослідження екзопланет досягають нових рівнів деталізації. Все це, ймовірно, матиме глибокий вплив на майбутні дослідження атмосфери екзопланет.
Дослідження також не було б можливим, якби не інструмент FORS2, який був доданий до масиву VLT в останні роки. Як прокоментував Анрі Боффін, науковець з приладів, який керував проектом оновлення:
“Це важливе відкриття є результатом оновлення інструменту FORS2, який був зроблений саме для цієї мети. З тих пір FORS2 став найкращим інструментом для проведення такого роду досліджень з нуля.”
Забігаючи наперед, зрозуміло, що виявлення оксидів металів та інших подібних речовин в атмосфері екзопланети також дозволить створити кращі атмосферні моделі. Маючи це в руці, астрономи зможуть провести набагато більш детальні та точні дослідження атмосфери екзопланети, що дозволить їм з більшою впевненістю оцінити, чи є хто-небудь з них придатним для проживання.
Тож поки ця остання планета не має шансів підтримати життя - вам пощастить знайти кубики льоду в пустелі Гобі! - його відкриття могло б допомогти вказувати шлях до проживання екзопланет у майбутньому. На крок ближче до пошуку світу, який міг би підтримати життя, чи, можливо, невловиму Землю 2.0!
