Астрофизики проверили на прочность модель атмосферы ультра-горячих юпитеров

Наблюдая за ультра-горячим юпитером WASP-33b, чья равновесная температура достигает 3200 °C, международная команда астрономов смогла зафиксировать в его атмосфере молекулы оксида алюминия, что частично подтвердило справедливость современных представлений об этом типе раскаленных миров. Статья, описывающая исследование, представлена в журнале Astronomy & Astrophysics.

«Анализ химического состава подобных планет очень важен для проверки современных моделей атмосфер ультра-горячих юпитеров, которые предсказывают, что они должны быть свободны от облаков и представлять в видимом спектре диапазон оксидов, таких как оксид ванадия, оксид титана и оксид алюминия», – рассказывает Каролина фон Эссен, ведущий автор исследования из Университета Орхуса (Дания).

Система, в которой проживает WASP-33b, находится на расстоянии около 380 световых лет от Земли. Родительская звезда относится к типу переменных звезд Дельты-Щита, и ее светимость резко меняется из-за радиальных и нерадиальных пульсаций поверхности. WASP-33 – первая звезда такого типа, на орбите которой был обнаружен горячий юпитер, поскольку явные звездные пульсации с периодом, сравнимым с интервалом транзита, препятствуют моделированию экзопланет, проходящих по ее диску.

Горячий юпитер WASP-33b очень интересен сам по себе. Температура в 3200 °C делает его одной из немногих ультра-горячих планет, известных на сегодняшний день. Год на WASP-33b длится всего 29 земных часов, а орбита раскаленного мира почти перпендикулярна экваториальной плоскости звезды. Кроме того, движение экзопланеты по орбите направлено против вращения родительской звезды.

Наблюдения за WASP-33b с целью получить данные о химическом составе его атмосферы проводились с помощью спектрографа OSIRIS на Gran Telescopio Canarias (GTC). Главной задачей исследования являлся поиск оксидов, отсутствие или наличие которых позволяло бы проверить текущие представления о планетах данного типа. Дело в том, что сегодня существует ограниченное количество раскаленных миров, у которых эти молекулы были обнаружены в большом количестве, что заставляет ученых подвергать сомнению модели.

«Используя современные методы определения химического состава WASP-33b, мы обнаружили, что особенность, наблюдаемая в спектре между 450 и 550 нанометрами, лучше всего объясняется оксидом алюминия в атмосфере этого ультра-горячего юпитера», – объяснила Каролина фон Эссен.

На фоне довольно высокого содержания оксида алюминия научная команда не столкнулась с доказательствами присутствия других прогнозируемых молекул. Таким образом, для подтверждения моделей потребуются новые наблюдения с наземными и космическими приборами.