|
Связь между составом экзопланет и их звездами
|
|
|
|
Астрономы обнаружили, что гигантская планета WASP-189b повторяет состав своей звезды-хозяина, что является первым прямым доказательством фундаментальной концепции в астробиологии. Это открытие было сделано благодаря первому в истории одновременному измерению содержания газообразного магния и кремния в атмосфере планеты. Команда использовала телескоп Gemini South, являющийся частью Международной обсерватории Джемини. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
|
|
Изучаемый сверхгорячий Юпитер
|
|
|
|
На расстоянии почти 320 световых лет от нас в созвездии Весов находится WASP-189b, экзопланета, известная как сверхгорячий Юпитер (UHJ). Сверхвысокие температуры позволяют испарять такие породообразующие элементы, как магний (Mg), кремний (Si) и железо (Fe), что дает редкую возможность увидеть эти элементы с помощью спектроскопии - метода разделения света на составляющие длины волн для определения присутствия химических веществ.
|
|
|
|
Международная группа астрономов во главе с Хорхе Антонио Санчесом, аспирантом Университета штата Аризона (ASU), наблюдала WASP-189b с помощью инфракрасного спектрографа с иммерсионной решеткой высокого разрешения (IGRINS), установленного на телескопе Gemini South в Чили. Этот мощный прибор позволил им одновременно измерить содержание магния и кремния в атмосфере экзопланеты.
|
|
|
|
|
|
|
Это первое подобное измерение, и полученные данные показывают, что WASP-189b имеет такое же соотношение магния и кремния, как и ее звезда-хозяин. Это открытие является первым наблюдательным доказательством широко распространенного предположения о формировании планет и открывает новый путь к пониманию того, как формируются и эволюционируют экзопланеты.
|
|
|
|
"Эти открытия демонстрируют способность Gemini помочь нам понять характеристики замечательного зоопарка экзопланет в окрестностях нашей Солнечной системы", - говорит Крис Дэвис, программный директор NOIRLab NSF. "Такие открытия стали возможны только благодаря передовым приборам Gemini".
|
|
|
|
Подтверждение давних теорий формирования планет
|
|
|
|
Считается, что горячие планеты-гиганты, подобные WASP-189b, имеют внешний слой газа, химический состав которого зависит от материала диска, в котором они сформировались, известного как протопланетные диски. Исследователи предполагают, что соотношение породообразующих элементов в протопланетном диске совпадает с соотношением элементов в звезде-хозяине, поскольку они оба родились из одного и того же первичного облака вещества.
|
|
|
|
Эта предполагаемая химическая связь между звездой и планетами, которые формируются вокруг нее, обычно используется для моделирования состава каменистых экзопланет. Ранее эта связь была основана на измерениях в пределах нашей Солнечной системы, и до сих пор она не наблюдалась непосредственно на других планетах.
|
|
|
|
"WASP-189b дает нам столь необходимый наблюдательный ориентир в нашем понимании формирования планет земной группы, поскольку он предлагает измеримую величину, подтверждающую предполагаемое сходство звездного состава и пропорции каменистого материала вокруг звезд-хозяев, используемого для формирования планет", - говорит Санчес.
|
|
|
|
Последствия для астробиологии и пригодности для жизни
|
|
|
|
Это предположение не только полезно для понимания формирования планет, но и является основополагающим в области астробиологии, которая включает в себя изучение пригодной для жизни среды в Солнечной системе. Измеряя химический состав звезды, ученые могут сделать вывод о содержании породообразующих элементов на экзопланетах звезды, которые могут определять геохимические условия, делающие планету пригодной для жизни. Например, породообразующие элементы на Земле частично ответственны за наше защитное магнитное поле, тектонику плит и за выброс жизненно важных химических веществ в нашу атмосферу, океаны и почву.
|
|
|
|
Поскольку область изучения экзопланет направлена на определение характеристик планет земной группы и выяснение условий, пригодных для жизни в скалистых мирах, эмпирические данные, подтверждающие взаимосвязь между составом звезд и планет, представляют собой фундаментальный шаг вперед. Уровень спектрального разрешения, необходимый для такого рода исследований, в настоящее время доступен только на наземных телескопах.
|
|
|
|
"Наше исследование демонстрирует способность наземных спектрографов с высоким разрешением выявлять такие важные вещества, как магний и кремний, которые являются двумя элементарными строительными блоками, из которых формируются скалистые планеты", - говорит соавтор исследования Майкл Лайн, доцент АГУ. - Эта перспективная возможность открывает совершенно новое измерение в нашем изучении атмосфер экзопланет".
|
|
|
|
Дальнейшие многоволновые наблюдения с высоким разрешением для изучения атмосфер экзопланет, подобных атмосфере WASP-189b, помогут выявить более обширный химический состав, который существует в отдаленных мирах. Такие исследования позволят глубже понять условия, которые определяют происхождение, эволюцию и потенциальную обитаемость планет.
|
|
|
|
Источник
|
