Откриха самарий в атмосферата на екзопланетата MASCARA-4b

Удивително откритие: изследователите откриха самарий в атмосферата на екзопланетата MASCARA-4b. Това е най-тежкият елемент, откриван някога на екзопланети, като далеч надхвърля предишния рекорд с барий. Това откритие хвърля светлина върху непредвидената сложност на свръхгорещите юпитерови планети и е значителна стъпка напред в разбирането на тяхното формиране и еволюция.

Откритата през 2020 г. и намираща се на 557 светлинни години от Земята, MASCARA-4b е газова екзопланета с маса около три пъти по-голяма от тази на Юпитер. Многобройните слоеве от плътен газ, голямата маса и температурата на повърхността до 2000 °C ѝ дават статут на извънредно горещ Юпитер. Тази екстремна температура се дължи на близостта ѝ до звезда-приемник от тип А, отдалечена само на 0,047 астрономически единици, около която тя обикаля само за 2,8 дни.

Екип от Националната астрономическа обсерватория на Китай е открил самарий на въпросната екзопланета. Чрез спектроскопски анализ на атмосферата на планетата с помощта на Много големия телескоп в Чили изследователите откриват различни тежки елементи. Планетите от типа „горещ Юпитер“ са особено подходящи за спектроскопия поради близостта им до звездата, екстремните температури в тях и размера на тяхната атмосфера.

Сред тежките елементи, открити от изследователите, е барият, за който преди се считаше, че е най-тежкият елемент, откриван някога на екзопланети, и който за пръв път беше открит на WASP-76b и WASP-121b. Изненадващо, този път изследователите откриват в атмосферата на MASCARA-4b и самарий – химически елемент, който е още по-тежък от бария.

Загадъчното откритие

Очакваше се тежките елементи, като барий да бъдат открити главно в дълбоките атмосфери на екзопланетите на газовите гиганти. Според авторите на изследването, публикувано в arXiv, всяка звезда и планета би трябвало да съдържа тези елементи веднага след формирането си. Но техният атомен номер или брой протони би трябвало да попречат на лесното им откриване в горните слоеве на атмосферата. По-специално, тези тежки елементи се очакваше да бъдат открити в региони с ниска надморска височина и високо налягане вследствие на гравитацията на тези планети.

Наблюденията на китайски изследователи за първи път разкриват наличието на рубидий и самарий на екзопланета. Докато рубидият е алкален елемент (като натрия и калия), самарият (атомен номер 62) е първият лантаниден елемент, открит на екзопланета, и е много по-тежък от бария (атомен номер 56).

Откриването на самария показва, че този елемент се среща на големи височини, и навежда на мисълта, че атмосферите на свръхгорещите Юпитери може да съдържат тежки елементи в много по-големи количества, отколкото се смяташе досега. Освен това наличието на самарий показва, че атмосферата на MASCARA-4b е доста бедна на вода и кислород, тъй като елементът е склонен да реагира с тях.

На Земята тежките елементи като барий и самарий понякога се срещат в атмосферата и в земната кора, но в незначителни количества. Наличието на тези елементи в толкова големи количества в атмосферите на юпитеровите екзопланети, като MASCARA-4b, заинтригува учените и повдига много въпроси за техните атмосфери.