Невероятната екзопланета LTT 9779b бе открита преди едва около месец. Заради необичайната си атмосфера, както и поради факта, че се намира на едва 260 светлинни години, тя се превърна в потенциален кандидат за допълнителни наблюдения. Оказва се обаче, че дори не се налага да чакаме твърде дълго, за да научим нови подробности за нея.
LTT 9779b е малко по-голяма от Нептун и орбитира около подобна на Слънцето звезда. Дотук всичко е сравнително нормално. Две неща обаче са крайно необичайни. Планетата се намира толкова близо до своята звезда, че я обикаля веднъж на 19 часа. И въпреки изпепеляващите температури, на които е изложена заради тази своя близост, LTT 9779b продължава да има значителна атмосфера.
Инфрачервените наблюдения, направени с вече пенсионирания телескоп „Спицър“, са включвали и звездата на планетата. Сега астрономи ги анализираха и публикуваха своите резултати в няколко изследвания.
В първия научен труд екип от астрономи, ръководени от Ян Кросфийлд от Канзаския университет, описва температурния профил на LTT 9779b.
Във второто проучване екип, ръководен от астронома Даяна Драгомир от Университета на Ню Мексико, прави характеристика на атмосферата на екзопланетата.
„За първи път измерихме светлината, идваща от тази планета, която не би трябвало да съществува – казва Кросфийлд. - Планетата се облъчва толкова интензивно от своята звезда, че температурите ѝ достигат над 1650 градуса по Целзий, а атмосферата ѝ би трябвало да се е изпарила изцяло. Въпреки това нашите наблюдения със „Спицър“ ни показват нейната атмосфера посредством инфрачервената светлина, която планетата излъчва.“
Фазова крива на екзопланета. Източник: ESA
С екипа си той изучава фазовата крива на планетата в инфрачервената светлина. Ето какво означава това: поради факта, че термалната енергия се излъчва под формата на инфрачервена радиация, светлината в тази дължина на вълната може да ни разкрие подробности за температурата на космически обекти, намиращи се на множество светлинни години от нас.
Системата е ориентирана по такъв начин, че планетата преминава между нас и звездата. Благодарение на това ние можем да наблюдаваме както дневната, така и нощната страна на планетата. Съответно за да изчислят температурата ѝ, астрономите могат да използват променящата се светлина на системата като цяло.
Интересното в случая е, че най-горещият период от деня на LTT 9779b е баш по обяд, когато звездата се намира директно над планетата. На Земята най-горещият период от деня всъщност е няколко часа след обяд, тъй като топлината навлиза през земната атмосфера по-бързо, отколкото се излъчва обратно в космоса.
Това от своя страна позволява на астрономите да направят няколко различни предположения по отношение на атмосферата на LTT 9779b.
„Планетата е много по-студена, отколкото очаквахме, което предполага, че отразява много по-голямо количество от звездната светлина, която достига до нея – вероятно заради дневните облаци – казва астрономът Николас Коуън от Института за изследване на екзопланети и университета „Макгил“ в Канада. – Освен това планетата не прехвърля особено голямо количество топлина към нощната си страна, но ние смятаме, че знаем защо: звездната светлина, която се абсорбира, вероятно се абсорбира на високо в атмосферата – оттам енергията бързо се освобождава обратно в космоса.“
„За да проучат допълнително атмосферата на LTT 9779b, Драгомир и колегите ѝ се фокусират върху вторичните затъмнения, когато планетата преминава зад звездата. Това довежда до по-бледо затъмняване на светлината на системата, отколкото когато планетата преминава пред звездата (явление, известно като транзит). Въпросното по-бледо затъмняване обаче може да ни помогне да разберем повече за термалната структура на атмосферата на екзопланетата.
„Горещите планети, наподобяващи Нептун, са рядкост, а такава, намираща се в толкова екстремна звезда, може трудно да се обясни, тъй като нейната маса не е достатъчно голяма, за да задържи своята атмосфера толкова дълго – казва Драгомир. – Как тогава е успява? LTT 9779b продължава да ни озадачава, но фактът, че има атмосфера, ни предоставя рядката възможност да проучим този тип планета. Ето защо решихме да я изследваме с още един телескоп.“
Изследователите комбинират данните от вторичното затъмнение, събрани от „Спицър“, с данни, добити от космическия телескоп TESS на NASA, чиято функция е да открива екзопланети. Това позволява на екипа да се сдобие със спектъра на емисии от атмосферата на LTT 9779b – т.е. дължините на вълните, абсорбирани и усилвани от местните елементи. Те откриват, че някои от дължините на вълните се абсорбират от молекули – вероятно въглероден монооксид.
Това не е нещо неочаквано за толкова гореща планета. Въглеродният монооксид е открит и на горещите планети от типа на Юпитер – газови гиганти, които също се намират изключително близко до своите звезди. Газовите гиганти обаче са по-масивни от горещите планети тип Нептун и използват своята далеч по-силна гравитация, за да запазят атмосферата си. По начало се смята, че планетите с размера на Нептун не би трябвало да бъдат толкова масивни, за да са способни на подобно нещо.
Откриването на въглероден монооксид в атмосферата на гореща планета тип Нептун ще ни позволи да научим повече как това космическо тяло се е формирало и защо все още има атмосфера.
Двата научни труда са публикувани в The Astrophysical Journal Letters – тук и тук.
