Обнаружили сигнатуру молекулы гидроксила в атмосфере экзопланеты
Ученые обнаружили существование молекулы гидроксила в атмосфере внесолнечной планеты, - пишет eurekalert.org. Международное сотрудничество астрономов под руководством исследователя из Центра астробиологии и Королевского университета в Белфасте, включая исследователей из Тринити-колледжа в Дублине, обнаружило новую химическую сигнатуру в атмосфере внесолнечной планеты (планеты, вращающейся вокруг звезды, отличной от нашего Солнца).
Гидроксильный радикал (ОН) был обнаружен на дневной стороне экзопланеты WASP-33b. Эта планета представляет собой так называемый «сверхгорячий Юпитер» - газовый гигант, вращающийся вокруг своей звезды намного ближе, чем Меркурий вокруг Солнца и, следовательно, достигает атмосферной температуры более 2500°C (достаточно горячей, чтобы плавить большинство металлов). Ведущий исследователь из Центра астробиологии и Королевского университета в Белфасте, доктор Стеванус Нугрохо, сказал: «Это первое прямое свидетельство наличия OH в атмосфере планеты за пределами Солнечной системы. Оно показывает не только то, что астрономы могут обнаружить эту молекулу в атмосферы экзопланет, но также и то, что они могут начать понимать детальную химию этого планетарного населения».
В атмосфере Земли ОН образуется в основном в результате реакции водяного пара с атомарным кислородом. Это так называемое «атмосферное моющее средство», которое играет решающую роль в атмосфере Земли для удаления загрязняющих газов, которые могут быть опасными для жизни (например, метана, окиси углерода). На гораздо более горячей и большой планете, такой как WASP-33b, где астрономы ранее обнаружили признаки газа оксида железа и титана) OH играет ключевую роль в определении химического состава атмосферы через взаимодействие с водяным паром и оксидом углерода. Считается, что большая часть OH в атмосфере WASP-33b образовалась в результате разрушения водяного пара из-за чрезвычайно высокой температуры.
«В наших данных мы видим только предварительный и слабый сигнал от водяного пара, который подтверждает идею о том, что вода разрушается с образованием гидроксила в этой экстремальной среде», - пояснил д-р Эрнст де Муидж из Королевского университета в Белфасте, соавтор исследования. Чтобы сделать это открытие, команда использовала инфракрасный доплеровский инструмент (IRD) на телескопе Subaru диаметром 8,2 метра, расположенном в районе вершины Маунакеа на Гавайях (около 4200 м над уровнем моря). Этот новый прибор может обнаруживать атомы и молекулы по их «спектральным отпечаткам пальцев» - уникальным наборам темных абсорбционных характеристик, наложенных на радужные цвета (или спектр), излучаемые звездами и планетами.
Поскольку планета вращается вокруг своей звезды-хозяина, ее скорость относительно Земли изменяется со временем. Так же, как сирена скорой помощи или рев двигателя гоночного автомобиля меняют высоту звука, когда мы проезжаем мимо них, частоты света (например, цвет) этих спектральных отпечатков пальцев изменяются вместе со скоростью планеты. Это позволяет нам отделить сигнал планеты от ее яркой родительской звезды, которая обычно подавляет такие наблюдения, несмотря на то, что современные телескопы далеко не достаточно мощные, чтобы делать прямые снимки таких экзопланет «горячего Юпитера».
Доктор Нил Гибсон - доцент Тринити-колледжа в Дублине и соавтор этой работы, сказал: «Наука о внесолнечных планетах относительно нова, и ключевая цель современной астрономии - детально исследовать атмосферы этих планет и, в конечном итоге, проводить поиск для «земных» экзопланет - планет, подобных нашей. Каждый новый обнаруженный атмосферный вид еще больше улучшает наше понимание экзопланет и методов, необходимых для изучения их атмосфер, и приближает нас к этой цели».
Воспользовавшись уникальными возможностями IRD, астрономы смогли обнаружить крошечный сигнал от гидроксила в атмосфере планеты. «IRD - лучший инструмент для изучения атмосферы экзопланеты в инфракрасном диапазоне», - добавляет профессор Мотохиде Тамура, один из главных исследователей IRD, директор Центра астробиологии и соавтор этой работы. «Эти методы атмосферных характеристик экзопланет по-прежнему применимы только к очень горячим планетам, но мы хотели бы и дальше развивать инструменты и методы, которые позволят нам применять эти методы к более холодным планетам и, в конечном итоге, ко второй Земле», - говорит доктор Хадзиме Кавахара, доцент Токийского университета и соавтор этой работы.
Профессор Крис Уотсон из Королевского университета в Белфасте, соавтор этого исследования, продолжает: «Хотя WASP-33b может быть гигантской планетой, эти наблюдения являются испытательной площадкой для объектов следующего поколения, таких как Тридцатиметровый телескоп и Чрезвычайно большой телескоп в поисках биосигнатур на меньших и потенциально скалистых мирах, которые могут дать намек на один из древнейших вопросов человечества: «Мы одни?».
