Экзопланета WASP-19b: взгляд художника
На Очень Большом Телескопе ESO с приемником FORS2 астрономы впервые зарегистрировали окись титана в атмосфере экзопланеты: «горячего юпитера» WASP-19b. Получена уникальная информация о химическом составе, температуре, давлении и структуре атмосферы этого необычного и очень горячего мира. Результат публикуется в сегодняшнем выпуске Nature.

Группа астрономов под руководством Эльяра Седагати (Elyar Sedaghati), стипендиата ESO и недавнего выпускника Технического университета в Берлине, детально исследовала атмосферу экзопланеты WASP-19b – планеты примерно той же массы, что и Юпитер, но находящейся очень близко к своей материнской звезде. Планета совершает полный оборот по своей орбите всего за 19 часов. Оценка температуры ее атмосферы составляет около 2000 градусов Цельсия.

Когда WASP-19b оказывается между наблюдателем и диском родительской звезды, часть света звезды проходит сквозь атмосферу планеты, и это накладывает на излучение некоторый, хотя и очень слабый отпечаток, который можно выявить при регистрации этого света на Земле. С помощью приемника FORS2 на Очень Большом Телескопе астрономы провели тщательный анализ излучения и установили, что атмосфера планеты содержит небольшое количество окиси титана, воды и натрия.

“Выявить присутствие этих молекул очень нелегко”, -- рассказывает Эльяр Седагати, два года работавший над этим проектом в качестве студента ESO. “Для этого не только требуются данные исключительного качества, но и весьма изощренная техника их анализа. Чтобы прийти к нашим выводам, мы использовали специальный алгоритм, включающий анализ многих миллионов спектров в широком диапазоне параметров химического состава, температур и свойств среды”.


Путь света материнской звезды сквозь атмосферу WASP-19b
Окись титана редко наблюдается в земных условиях. Известно, что она существует в атмосферах холодных звезд. В атмосферах горячих планет, таких, как WASP-19b, она действует как поглотитель тепла. Если таких молекул достаточно много, они препятствуют как оттоку тепла из атмосферы, так и его притоку в нее, что приводит к тепловой инверсии: температура оказывается выше в верхней атмосфере и понижается при уменьшении высоты (при нормальных условиях ситуация обратная). В атмосфере Земли похожую роль играет озон, который вызывает такую же инверсию в стратосфере.

“Присутствие окиси титана в атмосфере WASP-19b может оказывать существенное влияние на распределение и циркуляцию температуры”, -- говорит астроном Райан Макдональд (Ryan MacDonald), член исследовательской группы и сотрудник Кембриджского университета в Великобритании. “То, что мы способны исследовать экзопланеты на таком уровне детализации -- замечательный и многообещающий факт”.

Астрономы наблюдали WASP-19b более года. Измеряя относительные изменения радиуса планеты на различных длинах волн, проходящих сквозь ее атмосферу, и сравнивая эти наблюдения с моделями атмосфер, они определяли параметры атмосферы экзопланеты, например, ее химический состав.


На этой звездной карте отмечено положение звезды WASP-19 в созвездии Парусов.
Новая информация о присутствии окисей металлов, в частности, окиси титана, и других веществ, позволит гораздо лучше моделировать атмосферы экзопланет. В недалеком будущем, когда астрономы смогут наблюдать атмосферы планет, на которых возможна жизнь, эти усовершенствованные модели помогут интерпретировать результаты наблюдений.

“Это важное открытие – результат модернизации приемника FORS2, выполненной специально под эту задачу”, -- добавляет член исследовательской группы Генри Боффин (Henri Boffin) из ESO, руководивший работой по модернизации инструмента. “Теперь FORS2 – лучший в мире инструмент для наземных исследований такого рода”.
Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “Detection of titanium oxide in the atmosphere of a hot Jupiter” Elyar Sedaghati и др., которая публикуется в журнале Nature.
https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1729/eso1729a.pdf

Состав исследовательской группы: Elyar Sedaghati (ESO; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Germany; and TU Berlin, Germany), Henri M.J. Boffin (ESO), Ryan J. MacDonald (Cambridge University, UK), Siddharth Gandhi (Cambridge University, UK), Nikku Madhusudhan (Cambridge University, UK), Neale P. Gibson (Queen’s University Belfast, UK), Mahmoudreza Oshagh (Georg-August-Universität Göttingen, Germany), Antonio Claret (Instituto de Astrofísica de Andalucía - CSIC, Spain) и Heike Rauer (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Germany and TU Berlin, Germany).

Перевод пресс-релиза ESO eso1729 http://www.eso.org/public/russia/news/eso1729/?lang