"Хаббл" обнаружил раскалённую экзопланету, чья атмосфера может вскипятить металл

Международной команде исследователей во главе с учеными Эксетерского университета удалось обнаружить свидетельства существования стратосферы у одной из планет, находящейся вне нашей планетной системы. Удивительная особенность атмосферы данного астрономического объекта заключается в аномально высоких температурах, которые способны буквально вскипятить железо.

Такое открытие было сделано астрономами во время наблюдения за излучениями водяных молекул атмосферы на экзопланете WASP-121b. Вся информация для проведения исследования была получена с телескопа NASA «Хаббл».

Марк Марлей, являющийся одним из исследователей, удивлен такому результату. Исходя из него можно сделать вывод, что атмосферы некоторых экзопланет так же, как и многие планеты нашей планетной системы, могут состоять из теплых стратосфер.

Благодаря открытию атмосферные процессы на экзопланетах можно сравнить с теми, что имеются у планет Солнечной системы, обладающих различными условиями.

Астрономический объект WASP-121b отдален от нашей планеты на 900 световых лет. Данная экзопланета является газовым гигантом, или «горючим юпитером». По своей массе и радиусу эта планета превосходит аналогичные параметры Юпитера.

WAP-121b способна обернуть родительскую звезду по кругу за время, равное 1,3 дня Земли. Чрезмерная приближенность к звезде служит причиной нагрева верхних атмосферных слоев экзопланеты до фантастических 2500 градусов. При столь высокой температуре железо способно мгновенно превратиться из твердого вещества в газообразное.

Для исследования стратосферы учеными применялась спектроскопия, позволяющая определить изменения яркости приходящего света на волнах различной длины.

Свет звезды может проникнуть вглубь атмосферы экзопланеты, из-за чего температура газа увеличивается. После этого происходит излучение тепла в космическое пространство в виде инфракрасного света. Однако если стратосфера имеет более холодные водяные пары, то молекулы воды смогут удерживать стремящийся в космическое пространство свет волн некоторых длин. Если верхние слои атмосферы, напротив, наделены более высокими температурами, то излучение света будет происходить на тех же длинах волн.

Такой процесс можно объяснить при помощи фейерверка, который принимает тот или иной цвет в зависимости от вида химического вещества, излучающего свет. При нагреве и дальнейшем испарении металлов их электроны переходят на энергетический уровень выше. После этого происходит генерация света на определенных волновых длинах (то есть определенного цвета). Так, от натрия свет станет оранжево-желтым, от стронция — красным.

Подобное излучение выделяется молекулами воды в атмосфере экзопланеты, но поскольку это инфракрасный свет, то человеческим глазом его не увидеть.

Озон выполняет функцию «ловца» солнечного ультрафиолета, попадающего в земную стратосферу, что способствует возрастанию температуры в этом атмосферном слое. Как правило, планеты имеют температурные изменения в стратосферах в районе 56 градусов Цельсия. Но стратосфера у WASP-121b возрастает на 560 гр. Астрономы пока что не смогли установить, что вызывает такое нагревание.

Источниками тепла, например, могут являться оксиды ванадия и титана, поскольку у них поглощение звездного света является интенсивным. Самые раскаленные горячие юпитеры, к которым относят и WASP-121b, подходят для таких веществ, так как они поддерживают газообразное состояние благодаря высоким температурам.