Астрономы обнаружили самую горячую планету

Массивные газовые гиганты, называемые «горячими Юпитерами» — планеты, которые вращаются слишком близко к своим звездам, чтобы поддерживать жизнь, — одни из самых странных миров, обнаруженных за пределами нашей солнечной системы.

Новые наблюдения показывают, что самые горячие из них склонны к таким масштабным разрушениям, которые разрывают молекулы, составляющие их атмосферу.

Называемая KELT-9b, планета — это очень горячий Юпитер. Она весит почти в три раза больше нашего Юпитера и вращается вокруг звезды-хозяина на расстоянии около 670 световых лет от Земли. С температурой в 4300 градусов по Цельсию — более горячей, чем некоторые звезды — эта планета самая горячая из всех найденных на сегодняшний день.

Астрономы, использующие космический телескоп Spitzer, обнаружили доказательства того, что высокая температура слишком велика даже для того, чтобы молекулы в атмосфере оставались нетронутыми. Молекулы газообразного водорода, вероятно, разрываются на дневной стороне KELT-9b, неспособные переформироваться, пока их разрозненные атомы не перетекают на ночную сторону планеты.

Хотя там все еще очень жарко, легкого охлаждения на ночной стороне достаточно, чтобы позволить молекулам газообразного водорода преобразоваться, до тех пор, пока они не вернутся на дневную сторону, где они снова разорвутся на части.

Результаты исследования, опубликованные в издании Astrophysical Journal Letters, демонстрируют растущую сложность технологий и анализа, необходимых для исследования этих очень далеких миров. Наука только начинает всматриваться в атмосферу экзопланет, исследуя в данном случае свойства самых горячих и ярких.

KELT-9b останется в категории необитаемых миров. Астрономам стало известно о крайне неблагоприятной окружающей среде в 2017 году, когда планета впервые была обнаружена с помощью системы Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT) — объединенная работа, включающая наблюдения с двух роботизированных телескопов в Южной Аризоне и в Южной Африке.

В своем исследовании научная группа использовала космический телескоп Spitzer для анализа температурных профилей KELT-9b. Спитцер, который делает наблюдения в инфракрасном свете, может измерять незначительные изменения в тепле. Эти наблюдения, повторяющиеся в течение многих часов, позволяют Спитцеру фиксировать изменения в атмосфере, когда планета проявляет себя в фазах на орбите звезды.

Это позволило ученым увидеть разницу между дневным временем KELT-9b и его «ночью». В данном случае планета вращается вокруг своей звезды так близко, что «год» — один оборот вокруг звезды — занимает всего 1,5 дня.

Это означает, что планета приливно замкнута, все время демонстрируя одну сторону своей звезде (как и Луна показывает только одну сторону Земле). На противоположной стороне KELT-9b, ночь длится вечно.

Но газы и тепло текут с одной стороны планеты на другую. Большой вопрос для исследователей, пытающихся понять атмосферу экзопланет, заключается в том, как излучение и поток уравновешивают друг друга.

Компьютерные модели являются основными инструментами в таких исследованиях, показывая, как атмосферы могут вести себя при разных температурах. Лучшим соответствием для данных KELT-9b была модель, которая включала разрывание и повторную сборку молекул водорода, процесс, известный как диссоциация и рекомбинация.

«Если вы не учитываете диссоциацию водорода, вы получаете очень быстрые ветра — 60 километров в секунду», — говорят ученые. «Это вряд ли возможно».

Оказалось, что KELT-9b не имеет огромных перепадов температур между дневной и ночной сторонами, что предполагает поток тепла от одной стороны к другой.

И «горячая точка» на дневной стороне, которая должна находиться прямо перед звездой была смещена от своего ожидаемого положения. Ученые не знают почему — еще одна загадка, которую предстоит разгадать на этой странной, очень горячей планете.