ИК спектроскопия атмосфер ксенопланет задает новые вопросы

Карл Гриллмэ (Carl Grillmair) и Дэвид Шарбоннэ (David Charbonneau) из Гарвард-Смитсонианского Центра Астрофизики сообщили о первой регистрации ИК спектров атмосферы планет, находящихся вне пределов солнечной системы.

Работа не только открывает новую главу астрономии, позволяя осуществлять прямой анализ атмосферного состава ксенопланет, но и задает новые вопросы исследователям. Гриллмэ отмечает, что астрономы ожидали увидеть в атмосфере сигналы простых малых молекул, как, например, вода, метан или углекислый газ, однако, «отпечатков пальцев» этих соединений в ИК спектре не было обнаружено.

Одна из исследованных планет внесена в каталоги как HD 189733b. Она обращается вокруг звезды чуть более холодной и менее массивной, чем Солнце, расположенной в 60 световых годах от солнечной системы. Это ближайшая к Земле планета, которая может быть исследована с помощью спектроскопии.

Теоретические предсказания, основанные на гипотезе об одинаковом происхождении всех планет, обращающихся около звезд солнечного типа, единогласно говорили о том, что пары воды должны обязательно присутствовать в атмосфере юпитероподобных планет. В газовой оболочке этих планет предполагалось также наличие метана, однако ни вода, ни метан не проявили себя в полученных ИК спектрах.

Ключ к снятию противоречия между теорией и практикой может являться изучение спектра второй планеты – HD 209458b, обращающейся вокруг другой звезда. Анализ ИК спектра позволяет предположить наличие в ее атмосфере силикатов и оксида кремния. На Земле эти вещества образуют скальные породы, однако на более горячих мирах силикаты могут существовать в виде атмосферных аэрозолей, способных блокировать сигналы воды и метана в ИК спектре.

Источники: The Astrophysical Journal Letters, 2007; Nature, 2007; Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics press-release.