Астрономы впервые увидели затмение звезды экзопланетой в рентгеновских лучах. Снимки, полученные космической обсерваторией «Чандра», показали, что такие затмения намного заметнее оптических и позволяют обнаружить невидимые слои атмосферы экзопланет. Подробности со ссылкой на препринт исследователей приводит официальный сайт NASA.
Исследователи наблюдали за затмениями звезды HD 189733, расположенной в 63 световых годах от Земли. Предыдущие наблюдения показали, что это двойная звезда, состоящая из оранжевого и красных карликов. Обе звезды разделены промежутком в 216 астрономических единиц (радиусов орбиты Земли), а вокруг оранжевой при этом еще и вращается планета HD 189733b размером немногим больше Юпитера.
Астрономы обнаружили, что в рентгеновском диапазоне затмение видно намного лучше, чем в оптическом. И это связано не только с тем, что оранжевый карлик, вокруг которого обращается планета, дает больше рентгеновских лучей, чем видимого света. Другой причиной заметности рентгеновского затмения является невидимый слой газовой оболочки планеты. Он прозрачен для света, но хорошо задерживает жесткое излучение. За счет этого планета при наблюдении в рентгеновских лучах имеет большее сечение.
Ученые не исключают и другой гипотезы, объясняющей найденный эффект. Согласно ей, отличие в яркости рентгеновских и обычных затмений обусловлено не сечением планеты, а тем, что планета закрывала какой-то более яркий, чем другие участки звезды, фрагмент короны HD 189733. Однако эта гипотеза, рассмотренная астрономами на страницах их статьи, оценивается как второстепенная. Авторы подчеркивают, что попадание яркого пятна на звезде в точности под сравнительно небольшой диск планеты относится к числу маловероятных событий.
Звезда в рентгеновских лучах
Изображение звезды в рентгеновских лучах. В центре звезда HD 189733A, правее и немногим ниже виден красный карлик HD 189733B, а нижний объект лишь случайно попал в кадр: это звезда, оказавшаяся на фоне изучаемой системы.. Изображение: Poppenhaeger et.al., 2013, arxiv.org/abs/1306.2311
Точно определить химический состав невидимой части атмосферы исследователи пока не смогли. Рентгеновское поглощение в сочетании с прозрачностью для видимого света указывает на то, что эти слои атмосферы состоят не только из водорода, но и более тяжелых элементов вплоть до железа. Из-за малого расстояния до звезды атмосфера нагревается до 800 градусов Цельсия, поэтому разреженный прозрачный слой должен сдуваться излучением HD 189733. По оценкам авторов исследования, планета каждую секунду теряет сотни тысяч тонн атмосферы.
Ранее эта экзопланета неоднократно изучалась: в частности, именно ее спектральный анализ был недавно представлен астрономами, которые определили ее цвет как голубой. Голубой цвет был связан не с наличием в атмосфере воды, а с ионами натрия, которые находятся в верхних слоях газовой оболочки.