Наблюдая за транзитами газового гиганта HD 209458b, также известного как Осирис, астрономы идентифицировали в его испаряющейся атмосфере неожиданно 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).
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.
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.
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.
