«Молекула-термометр» обнаружена на экзопланете WASP-31b
Гидрид хрома (CrH) — молекула, которая встречается относительно редко и особенно чувствительна к температуре. По словам астронома Лоры Флэгг, эта молекула может использоваться в качестве «термометра для звезд», поскольку она присутствует в большом количестве только в узком диапазоне температур между 1200-2000 градусами Кельвина.
Флэгг, научный сотрудник в Колледже искусств и наук, использовала этот и другие гидриды металлов для определения температуры холодных звезд и коричневых карликов. Флэгг и возглавляемая Корнеллом команда исследователей подтвердили, используя спектральные наблюдения высокого разрешения, присутствие гидрида хрома в атмосфере горячего юпитера WASP-31b, что открывает возможность использовать этот чувствительный к температуре вид молекул в качестве «термометра» для определения температуры и других параметров экзопланет.
Флэгг является ведущим автором статьи, опубликованной в Astrophysical Journal Letters.
По словам Флэгг, окончательное обнаружение гидридов металлов в WASP-31b является важным достижением в понимании атмосферы горячих планет-гигантов, хотя это открытие не дает новой информации об отдельной планете.
Обнаруженная в 2011 году WASP-31b обращается вокруг звезды F5 раз в 3,4 дня. У нее чрезвычайно низкая плотность, даже для планеты—гиганта. Новое исследование подтверждает, что ее равновесная температура составляет 1400 Кельвинов — в диапазоне гидрида хрома.
«Молекулы гидрида хрома очень чувствительны к температуре», — сказала Флэгг. — «При более высоких температурах вы видите только хром. А при более низких температурах он превращается в другие вещества. Таким образом, существует только определенный температурный диапазон, примерно от 1200 до 2200 Кельвинов, где гидрид хрома присутствует в больших количествах».
По словам Флэгг, в нашей Солнечной системе эта молекула присутствует только в солнечных пятнах.
В своем исследовании Флэгг использует спектроскопию высокого разрешения для обнаружения и анализа атмосфер экзопланет, сравнивая общее освещение системы, когда планета находится сбоку от звезды, с тем, когда планета находится перед звездой, блокируя часть света звезды. Определенные элементы блокируют больше света на определенных длинах волн и меньше света на других длинах волн, показывая, какие элементы содержатся на планете.
По словам Флэгг, хром встречается редко даже при нужной температуре, поэтому исследователям нужны чувствительные приборы и телескопы.
Для анализа WASP-31b исследователи использовали спектры высокого разрешения, полученные в результате нового наблюдения Gemini в марте 2022 года, применив удаленный доступ к спектрографу GRACES. Они дополнили данные GRACES архивными данными, полученными в 2017 году.
