< Комета ISON сделает "3D-снимок" солнечных выбросов

Трансмиссионная спектроскопия планеты HAT-P-1 b на Хаббле

В безоблачной атмосфере транзитного горячего юпитера HAT-P-1 b обнаружен натрий, не обнаружено калия, а также получены свидетельства наличия неизвестного вещества, непрозрачного в оптическом диапазоне и прозрачного в инфракрасном.

---

Владислава Ананьева

Глубина транзита транзитных планет может несколько меняться в зависимости от длины волны, на которой этот транзит наблюдается. На изучении этой зависимости основана трансмиссионная спектроскопия планетных атмосфер. С помощью измерения глубины транзитов на разных длинах волн (в том числе и в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах) можно оценить физические свойства и состав атмосферы транзитной планеты, в частности, определить наличие или отсутствие высотной дымки и/или инверсионного слоя.

Как показывают расчеты, в спектрах чистых, лишенных облаков атмосфер горячих юпитеров с температурой ниже 1500К должны доминировать уширенные давлением линии газообразных натрия и калия. Линии натрия действительно были обнаружены в трансмиссионных спектрах некоторых горячих юпитеров, например, HD 209458 b и WASP-17 b, а в спектре планеты XO-2 b были также найдены и линии калия. Однако многие горячие юпитеры (например, HD 189733 b) демонстрируют признаки плотной высотной дымки, делающей спектры таких планет плоскими, лишенными заметных деталей. Очевидно, горячие юпитеры не образуют единый класс объектов и отличаются разными как физическими, так и спектральными свойствами.

30 сентября 2013 года в Архиве электронных препринтов появилась статья группы европейских астрономов под руководством Н. Николова (N. Nikolov), посвященная трансмиссионной спектроскопии транзитного горячего юпитера HAT-P-1 b. Николов с коллегами пронаблюдал три транзита HAT-P-1 b с помощью камеры STIS космического телескопа им. Хаббла, получив грубый спектр этой планеты на волнах 0.29-1.027 мкм. С достоверностью 3.3 сигма они обнаружили в спектре атмосферы этой планеты линии натрия, но не обнаружили ни линий калия, ни бальмеровской линии атомарного водорода H_альфа. 

Сравнив свои данные с данными, полученными другой камерой (WFC3), получившей трансмиссионный спектр планеты HAT-P-1 b в ближнем инфракрасном диапазоне (от 1.087 до 1.687 мкм), авторы отметили, что радиус этого горячего юпитера в оптическом диапазоне на 4.3 ± 1.3 высоты стандартной атмосферы больше, чем в инфракрасном диапазоне. Под стандартной атмосферой здесь понимается изотермическая водородно-гелиевая атмосфера при температуре, соответствующей температуре на терминаторе HAT-P-1 b (~1000К), чье давление и плотность спадает в e раз каждые 414 км (при ускорении свободного падения, соответствующего ускорению свободного падения на HAT-P-1 b). При этом температура дневного полушария планеты, измеренная путем наблюдений в ИК-диапазоне вторичного минимума этой системы, достигает 1500 ± 100К. 

---