Впервые в атмосфере ультра-горячего Юпитера выявлен оксид алюминия
Международная команда, возглавляемая астрофизиком Каролиной фон Эссен, с помощью спектрографа OSIRIS, установленном на телескопе Gran Telescopio Canarias (GTC), смогла изучить химический состав планеты средняя температура которой составляет около 3200 ° C.
WASP-33 — система планеты-звезды, которая является предметом этой исследовательской работы, находится на расстоянии около 380 световых лет от Земли. Звезда-хозяин — первая звезда Дельта-Скути, которая находится на орбите горячего Юпитера. Явные звездные пульсации, показывающие периоды, сравнимые с первичным сроком транзита, препятствуют моделированию транзита. Таким образом, чрезвычайно сложно провести надлежащую характеристику физических свойств экзопланеты без учета изменчивости звезды.
WASP-33b очень интересен сам по себе: его температура составляет около 3200 ° C, что делает его одним из немногих ультра-горячих экзопланет Юпитеров, известных на сегодняшний день. Его орбитальный период составляет всего 29 часов, а его орбита почти перпендикулярна экваториальной плоскости звезды. Есть и другая особенность — направление его движения противоречит движению звезды.
В исследовании, опубликованном в журнале «Астрономия и астрофизика», анализируется химический состав его атмосферы. По мнению ученой это очень важно, так как «Современные модели атмосферы экзопланет указывают на то, что ультра-горячие Юпитеры должны быть свободны от облаков и представлять диапазон оксидов в видимом спектре, таких как оксид ванадия, оксид титана и оксид алюминия», — объясняет Каролина фон Эссен из Университета Орхуса (Дания). «Но существует ограниченное количество экзопланет, для которых эти молекулы были обнаружены с большим значением, что заставляет нас подвергать сомнению существующие модели».
Таким образом, подробное определение химического состава ультра-жарких Юпитеров позволяет оспаривать текущие модели атмосферы экзопланет. Существует тесный симбиоз между моделями и наблюдениями, из которых это исследование является хорошим примером, поскольку оно впервые указывает на наличие оксида алюминия в атмосфере WASP-33b, что согласуется с теоретическими моделями.
«Чувствительность и производительность GTC и OSIRIS стали ключом к успеху этих сложных наблюдений», — говорит Эрве Буи, соавтор этой статьи. «Эта комбинация сделала GTC в последние годы ключевым телескопом в изучении атмосфер экзопланет», — добавляет Антонио Кабрера Лаверс, руководитель отдела научных исследований GTC.
Высокоточные данные, собранные GTC/OSIRIS позволили этой команде построить физически мотивированную модель внутренней изменчивости звезды-хозяина. Здесь были учтены пульсации WASP-33 и изменение их амплитуды длины волны при определении хроматической изменчивости размера планет. При этом команда ученых не столкнулась с существенными доказательствами наличия других молекул, но высокое содержание оксида алюминия просматривалось очень явно.
«Используя современные методы определения химического состава WASP-33b, мы обнаружили, что особенность, наблюдаемая в спектре пропускания WASP-33b между 450 и 550 нм, лучше всего объяснить наличием окиси алюминия в его атмосфере», — подвела итог фон Эссен.
