Экзопланета KELT-9b считается самой горячей из всех открытых до сих пор планет в других звездных системах. И вот теперь астрономы с помощью инструмента CARMENES обсерватории Калар-Альто установили, что атмосфера этой планеты, относимой к классу «горячих Юпитеров», постепенно улетучивается. При этом выходящий из нее газ поглощается ее центральной звездой.
Художественное представление горячей звезды KELT-9 и ее планеты KELT-9b – «горячего Юпитера». Исследователям удалось обнаружить расширенную атмосферу планеты, которая из-за сильного нагрева центральной звездой все более и более улетучивается. Иллюстрация MPIA
Экзопланета KELT-9b заслуживает звания «адской». По причине ее близости к своему экстремально горячему центральному светилу, она оказалась самой горячей экзопланетой из всех, которые ученые смогли пока что обнаружить. Исследователи Фей Ян и Томас Хеннинг из Астрономического института Макса Планка пришли к выводу, что звезда не только чудовищно нагревает водородную атмосферу планеты, но и использует свою гравитацию, чтобы «подворовывать» у этой планеты водород.
Если точнее, то центральное светило этой системы KELT-9 представляет собой экстремально горячую звезду с температурой до 10 тысяч градусов Кельвина (по сравнению со скромными 5800°К, равными 5500°С, у нашего Солнца). Орбита обращения планеты вокруг своей звезды очень мала, а точнее, в десять раз меньше, чем орбита обращения Меркурия вокруг Солнца (это соответствует примерно трем процентам диаметра орбиты обращения Земли вокруг нашего светила). Период же обращения составляет всего 1,48 суток.Когда планета KELT-9b была открыта в 2016 году командой астрономов под руководством Б. Скотта Гауди из Государственного университета Огайо, исследователи определили температуру ее обращенной к светилу планеты в 4600° К (4300 градусов Цельсия). А это значит, что она не только самая горячая из всех обнаруженных экзопланет, но и более горячая, чем многие звезды.
Сама планета представляет собой значительно увеличенную версию Юпитера из нашей Солнечной системы. Ее масса почти в три раза превышает массу Юпитера, а ее диаметр – почти вдвое. Все перечисленные свойства KELT-9b однозначно говорят о том, что она относится к категории планет, которые астрономы называют «горячие Юпитеры». На своей орбите обращения, если смотреть с Земли, KELT-9b регулярно проходит прямо перед своим центральным светилом. При каждом таком транзите планета затеняет часть света звезды. Глядя с Земли, свечение звезды в эти периоды кажется менее интенсивным, чем обычно. Именно благодаря такому эффекту и было впервые подтверждено существование KELT-9b – с помощью так называемого «транзитного метода».
Когда Ян и Хеннинг наблюдали за KELT-9b с помощью спектрографа CARMENES на 3,5-метровом телескопе обсерватории Калар-Алто, они обнаружили следы атмосферы планеты. Каждый раз, когда планета оказывалась перед своей звездой, появлялась четкая линия абсорбции водорода, то есть узко ограниченный волновой диапазон, в котором богатая водородом атмосфера планеты абсорбирует часть яркого света центрального светила.
CARMENES обеспечивает очень детальный вид с высоким разрешением спектра звезды, то есть особенно хорошо подходит для такого вида наблюдений. Водородная атмосфера вокруг KELT-9b имеет поразительно большое расширение – ее толщина равна более чем половине радиуса всей планеты. Модели того, как гравитация звезды воздействует на газ планеты, показывают, что атмосфера настолько расширена, как это вообще возможно. А газ, который удаляется от планеты еще дальше, притягивается и всасывается непосредственно звездой.
Большое расширение атмосферы ведет к тому, что планета теряет газообразный водород в существенных количествах, а именно – более 100 тысяч тонн водорода в секунду. Звезда накаляет атмосферу и притягивает к себе восходящий газ – очевидное свидетельство космического ограбления. Вид изменения длины волн в абсорбционной линии во время транзита непосредственно показывает движение планеты: сдвиг длины волн основывается на допплеровском эффекте и говорит нам о том, как быстро планета движется по направлению к нам или от нас.
«Такой вид измерений – это нечто необычное. До сих пор измерение движения таким способом удалось лишь в отношении всего лишь десятка экзопланет», - объясняет Ян. А Томас Хеннинг, директор MPIA и соавтор исследования, дополняет: «Эта планета напоминает мне мистического Икара, который приблизился к Солнцу и рухнул. Наша планета, конечно, не рухнет, но наверняка потеряет часть самой себя, в частности, свою атмосферу».
