Похоже, атмосферы планет могут быть горячее их звёзд
Александр Березин
Поверхность нашего Солнца имеет температуру 6 000 K, однако исследователям удалось обнаружить планету, атмосферные газы которой раскалены до 26 000 K! Разумеется, безо всяких внутренних термоядерных реакций.
Планета HD 189733b представляет собой «горячий Юпитер», который вращается на расстоянии всего в 5 млн км от своей звезды, оранжевого карлика HD 189733 в созвездии Лисички. От Земли героиню заметки отделяют 63 световых года.
Исходя из этого расстояния и интенсивности излучения звезды, температура планеты оценивалась астрономами в 1 227 K. Однако предпринятое Адамом Дженсеном из Уэслианского университета (США) исследование Hα, спектральной линии, создаваемой электронами атомов водорода при переходе из третьего на второй энергетический уровень, выявило нечто неожиданное. Температура наружных слоёв атмосферы планеты (где и содержался исследованный водород) составила примерно 26 000 K, что во много раз больше, чем у поверхности её звезды, нагретой менее чем до 5 000 K.
| Звезда HD 189733 находится в созвездии Лебедя, в 63 световых годах от Земли. (Иллюстрация Akira Fujii, Zolt Levay.) |
Неожиданно, согласитесь. Как если бы ваш комнатный электрообогреватель вдруг раскалил всё вокруг до нескольких тысяч градусов. Даже при нулевом альбедо только за счёт излучения своей звезды HD 189733b могла бы разогреться максимум до 1 700 К, а наблюдения дали на порядок с лишним более высокую температуру. Как это возможно?
Адам Дженсен полагает, что всё дело в двух факторах. Первый их них — это постоянный нагрев газов атмосферы УФ-излучением необычайно близкой звезды. Если на поверхности самого оранжевого карлика HD 189733 излучение уходит в космическое пространство, то планета HD 189733b загораживает своей поверхностью путь излучению. При этом её толстая газовая атмосфера термически изолирует внешние слои, которые разогреваются, почти не отдавая своё тепло внутрь атмосферы. По сути, верхние слои газов «выкипают» — испаряются в космическое пространство. Можно было бы ожидать, что атмосфера (и даже ядро) HD 189733b таким образом быстро испарится. Но расчёты, подчёркивает г-н Дженсен, показывают, что звезда HD 189733 умрёт значительно раньше, чем сможет испарить атмосферу своей ближайшей планеты.
| Планета HD 189733b вращается на порядок ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу: её год укладывается в 2,5 дня. (Иллюстрация S. Redfield / T. Jones / McDonald Obs.) |
Вторым фактором, нагревающим атмосферу до необычных величин, называются постоянные и очень интенсивные вспышки на поверхности HD 189733. Похоже, самые горячие части хромосферы этой звезды долетают до атмосферы планеты и дополнительно «поджаривают» её. Однако и это не привело бы к перегреву атмосферы, если бы её внутренние слои не изолировали внешние, оставляя почти всё получаемое ими тепло снаружи.
Подчеркнём: данные Адама Дженсена нуждаются в дополнительном анализе и перепроверке. Дело в том, что предыдущие исследования в инфракрасной части спектра дали максимальный результат в 1 227 ˚С; кроме того, в атмосфере были обнаружены следы воды и метана, что вообще несовместимо с этими самыми 26 тыс. кельвинов. Возможно, речь идёт о том, что часть атомов водорода в экзосфере действительно нагрета до значительно бóльших величин, чем атмосфера в целом и в особенности её внутренние слои, которые должны быть холоднее. Тем более что, по некоторым данным, атмосфера HD 189733b очень толстая, что для «горячих Юпитеров» вполне типично.
Отчёт об исследовании опубликован г-ном Дженсеном в Astrophysical Journal.
Подготовлено по материалам Уэслианского университета.
Источник: science.compulenta.ru.
Рейтинг публикации:
|
