Астрономы подтвердили миграцию планеты Осирис — Ин-Спейс

В этом им помогла идентификация молекул в атмосфере газового гиганта.

Наблюдая за транзитами газового гиганта HD 209458b, также известного как Осирис, астрономы идентифицировали в его испаряющейся атмосфере неожиданное большое количество углерода, превосходящее содержание кислорода. Такое соотношение химических элементов типично для миров, сформировавшихся на значительном удалении от своей звезды, а не всего в 7 миллионах километрах, где сейчас расположена экзопланета. Это, по мнению авторов исследования, указывает на миграцию Осириса в ходе эволюции его родительской системы. Полученные данные и выводы ученых представлены в журнале Nature.

«Невозможно, чтобы планета образовалась с такой богатой углеродом атмосферой в пределах линии конденсации водяного пара, так как в таком случае она должна содержать все элементы, входящие в состав ее родительской звезды, и в той же пропорции, то есть с двукратным преобладанием кислорода над углеродом. Поэтому наши совершенно противоположные результаты поддерживают предположение, что горячие юпитеры, такие как HD 209458b, формируются далеко от их текущего местоположения, а затем мигрируют», – рассказывает Сиддхарт Ганди, соавтор исследования из Уорикского университета (Великобритания).

2

Астрономы подтвердили миграцию планеты Осирис - Ин-Спейс

Газовый гигант HD 209458b, также известный как Осирис, в представлении художника. Credit: University of Warwick/Mark Garlick

Современные модели предполагают, что планетная система начинает жизнь как диск из материала, окружающего звезду. Затем крупицы собираются вместе, образуя твердые ядра будущих планет, а они, в свою очередь, срастаются с газообразным материалом, формируя атмосферу.

В горячих регионах вблизи звезды большая часть кислорода остается в атмосфере в виде водяного пара, а вдали от нее – в холодных областях – вода конденсируется, превращаясь в лед, и «запирается» в ядре планеты, что приводит к созданию оболочки в основном состоящей из молекул на основе углерода и азота. Поэтому ожидается, что миры, вращающиеся вблизи звезды, будут иметь атмосферу, богатую кислородом, а не углеродом.

Астрономы подтвердили миграцию планеты Осирис - Ин-Спейс

Формирование протопланет во внутренней и внешней областях Солнечной системы в представлении художника. Credit: Mark Garlick

Газовый гигант HD 209458b является первой экзопланетой, открытой методом транзита. Он проживает в системе желтого карлика на расстоянии примерно 153 световых года от Земли в направлении созвездия Пегас. Один оборот вокруг своей звезды Осирис совершает за 3,5 земных дня, при этом располагаясь к ней в более чем в 20 раз ближе, чем Земля к Солнцу. По размеру гигант превосходит Юпитер в 1,4 раза, а вот по массе уступает ему почти 30 процентов.

С момента открытия в 1999 году планета Осирис была предметом многих исследований, но это первый случай, когда в ее атмосфере идентифицировано шесть различных молекул.

Астрономы подтвердили миграцию планеты Осирис - Ин-Спейс

Испараяющася атмосфера газового гиганта HD 209458b в представлении художника. Credit: NASA, European Space Agency, Alfred Vidal-Madjar (Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS)

В ходе наблюдений астрономы смогли обнаружить цианистый водород, метан, аммиак, ацетилен, окись углерода и небольшое количество водяного пара. Неожиданное обилие молекул на основе углерода предполагает, что в убегающей в космос под действием высокой температуры оболочке примерно столько же атомов углерода, сколько и атомов кислорода.

«Это вдвое превышает ожидаемое количество углерода и говорит о том, что во время формирования, скорее всего, газовый гигант HD 209458b находился на таком же расстоянии от своей звезды, на которое сегодня Юпитер и Сатурн удалены от Солнца», – заключили авторы исследования.

Источник