Ново важно откритие в химичните състави на звездите

Астрономията от години работи с едно голямо допускане: че звездите и планетите около тях се раждат от един и същ протопланетен диск и затова трябва да споделят сходна химична основа. Проблемът е, че това дълго време беше логично предположение, а не нещо хванато за ръка от наблюденията. Повечето планети крият ключовите си скалообразуващи елементи дълбоко във вътрешността си, където телескопите просто не могат да ги „видят“. Новото изследване на WASP-189b променя точно това.

Става дума за ултрагорещ Юпитер — гигантска газова планета, разположена на близо 320 светлинни години от Земята в съзвездието Везни, която обикаля звездата си за около три дни. Температурите в атмосферата ѝ са толкова високи, че елементи като магнезий, силиций и желязо не остават заключени в твърди минерали, а се задържат в газообразно състояние. Именно това превръща WASP-189b в рядка природна лаборатория, от която учените могат да извадят химична информация, недостъпна при по-хладни светове.

Екипът използва високорезолюционна термална емисионна спектроскопия с инструмента IGRINS на Gemini South в Чили и за първи път успява едновременно да измери газообразните магнезий и силиций в атмосфера на екзопланета. Това не е просто още една „следа“ в спектъра. Това е първото едновременно измерване на тези два фундаментални скалообразуващи елемента на свят извън Слънчевата система, а резултатът показва, че съотношението магнезий към силиций в планетата съвпада със съотношението в нейната звезда домакин.

Планетата, която издаде химията си

WASP-189b не е интересна, защото прилича на Земята. Точно обратното. Тя е адски гореща, масивна и крайна, а именно такива екстремни обекти понякога дават най-чистите научни отговори. Според публикацията в Nature Communications при този свят учените засичат не само магнезий и силиций, но и неутрално желязо, вода, въглероден оксид и хидроксил, като сигналите са достатъчно силни, за да позволят реално извличане на елементни съотношения.

Точно тук идва голямата новина. Освен че Mg/Si съотношението е съвместимо със звездното, изследването показва, че и Fe/Mg, както и Si/Fe, също са в съгласие със стойностите на звездата. Това е силен аргумент, че поне при този тип системи скалообразуващите елементи в планетата действително отразяват химията на звездата, от която всичко е започнало. С други думи, планетата не просто се е оформила около звездата си — тя е запазила част от нейния елементен почерк.

Защо магнезият и силицият са толкова важни?

За широката публика това може да звучи като научна подробност, но за планетарната наука тези два елемента са тежка категория. Съотношения като Mg/Si и Fe/Mg са сред ключовите параметри, които определят минералогията на мантията, размера на ядрото и механиката на вътрешността на скалистите планети. Именно върху такива характеристики стъпват въпросите дали една планета може да поддържа геоложка активност, как се охлажда във времето и каква вътрешна структура изгражда.

Затова новото наблюдение има стойност, която излиза далеч отвъд един горещ газов гигант. В последните години астрономите често използват химичния състав на звездите като ориентир, за да моделират какви биха могли да са скалистите екзопланети около тях. Досега този подход беше широко използван, но не и пряко потвърден извън нашата Слънчева система. WASP-189b дава точно този липсващ опорен пункт.

източник: meteobalkans.com