След гидроксильной молекулы впервые обнаружен в атмосфере экзопланеты, - ученые

Экзопланета, сверхгорячая экзопланета
Фото: Astrobiology Center

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 гораздо ближе, чем Меркурий, и поэтому температура ее атмосферы достигает более 2500 ° C. Ученые обнаружили новый химический след в атмосфере внесолнечной планеты. WASP-33b вращается вокруг звезды, отличной от нашего Солнца, сообщает Scitechdaily

"Это первое прямое свидетельство наличия OH в атмосфере планеты за пределами Солнечной системы. Это показывает не только то, что астрономы могут обнаружить эту молекулу в атмосферах экзопланет, но также и то, что они могут начать понимать детальный химический состав этих планет", — говорит доктор Стеванус Нугрохо, ведущий исследователь из Центра астробиологии и Королевского университета в Белфасте.

В атмосфере Земли ОН образуется в основном в результате реакции водяного пара с атомарным кислородом. Это так называемый "атмосферный очиститель", который играет решающую роль в атмосфере Земли для удаления загрязняющих газов, которые могут быть опасными для жизни например, метана или окиси углерода.

На гораздо более горячей и большой планете, такой как WASP-33b, где астрономы ранее обнаружили признаки газообразного оксида железа и титана, OH играет ключевую роль в определении химического состава атмосферы через взаимодействие с водяным паром и оксидом углерода. Ученые считают, 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 слабый сигнал от водяного пара, который подтверждает идею о том, что вода разрушается с образованием гидроксила в этой экстремальной среде", — говорит доктор Эрнст де Муидж из Королевского университета в Белфасте.

Чтобы сделать это открытие, ученые использовали инструмент под названием InfraRed Doppler (IRD) на телескопе Subaru диаметром 8,2 метра, расположенном в районе вершины Маунакеа на Гавайях на высоте 4200 м над уровнем моря. Этот инструмент может обнаруживать атомы и молекулы с помощью их "спектральных отпечатков", уникальных наборов характеристик поглощения темноты, наложенных на радугу цветов (или спектр), которые излучают звезды и планеты.

Поскольку планета вращается вокруг своей звезды, ее скорость относительно Земли изменяется со временем. Поэтому цвет спектральных отпечатков изменяется вместе со скоростью планеты. Это позволяет отделить сигнал планеты от ее яркой звезды, которая обычно мешает таким наблюдениям, несмотря на то, что современные телескопы не такие мощные, чтобы сделать четкие снимки таких экзопланет "сверхгорячих Юпитеров".

"Наука о внесолнечных планетах относительно нова, и ключевая цель современной астрономии — детальное исследование атмосферы этих планет и поиск экзопланет земного типа. Каждый новое открытие в атмосфере этих планет дает нам больше знаний о таких экзопланетах и о методах, необходимых для изучения их атмосфер", — говорит доктор Нил Гибсон, доцент Колледжа Тринити в Дублине.

Воспользовавшись уникальными возможностями IRD, астрономы смогли обнаружить крошечный сигнал от гидроксила в атмосфере планеты.

"IRD — лучший инструмент для изучения атмосферы экзопланеты в инфракрасном диапазоне", — говорит профессор Мотохиде Тамура, директор Центра астробиологии.

"Эти методы характеристики атмосферы экзопланет по-прежнему применимы только к очень горячим планетам, но мы хотели бы и дальше развивать наши знания, которые позволят нам применять эти методы к более холодным планетам и, в конечном итоге, ко второй Земле", — говорит доктор Хадзиме Кавахара, доцент Токийского университета.

"Хотя WASP-33b и является гигантской планетой, эти наблюдения могут стать испытательной площадкой для оборудования следующего поколения, таких как Тридцатиметровый Телескоп и Чрезвычайно большой Телескоп, в поисках следов жизни на меньших и возможно каменистых мирах, которые могут дать ответ на один из древнейших вопросов человечества: "Одни ли мы во Вселенной?", — говорит профессор Крис Уотсон из Королевского университета в Белфасте.