Эти элементом оказался барий, и найден он был на больших высотах в атмосферах сверхгорячих газовых гигантов WASP-76 b и WASP-121 b — двух экзопланет, вращающихся вокруг звезд за пределами нашей Солнечной системы. Это неожиданное открытие поднимает вопросы о том, на что могут быть похожи эти экзотические атмосферы.
«Загадочная и нелогичная часть заключается в следующем: почему в верхних слоях атмосферы этих планет есть такой тяжелый элемент?» – задается вопросом Томас Азеведо Силва (Tomás Azevedo Silva), который руководил исследованием, опубликованным сегодня в журнале Astronomy & Astrophysics.
WASP-76 b и WASP-121 b не являются обычными экзопланетами. Обе известны как сверхгорячие Юпитеры, поскольку они сопоставимы по размеру с Юпитером, но имеют чрезвычайно высокие температуры поверхности, превышающие 1000°C. Это связано с их непосредственной близостью к родительским звездам. Обращение вокруг каждой звезды занимает всего один-два дня. Это придает этим планетам довольно экзотические черты; например, на WASP-76 b, как подозревают астрономы, идет дождь из железа.
Но даже при этом ученые были удивлены, обнаружив в верхних слоях атмосферы WASP-76 b и WASP-121 b барий, который в 2,5 раза тяжелее железа. «Учитывая высокую гравитацию планет, мы ожидаем, что тяжелые элементы, такие как барий, быстро попадут в нижние слои атмосферы», — объясняет соавтор исследования Оливье Деманжон (Olivier Demangeon).
Тот факт, что барий был обнаружен в атмосферах этих сверхгорячих гигантов, предполагает, что эта категория планет может иметь еще больше загадок, чем считалось ранее. Хотя мы иногда видим барий в нашем собственном небе в виде ярко-зеленых фейерверков, вопрос для ученых заключается в том, какой естественный процесс мог привести к тому, что этот тяжелый элемент находится на таких больших высотах на этих экзопланетах.
Для определения состава атмосферы экзопланеты требуется очень специфическое оборудование. Команда использовала прибор ESPRESSO на спутнике ESO VLT в Чили для анализа звездного света, прошедшего через атмосферу WASP-76 b и WASP-121 b. Это позволило четко обнаружить в нем несколько элементов, в том числе барий.
Источник: 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
Изображение: ESO/M. Kornmesser