Minerały ziem rzadkich odkryte na jednym z najniebezpieczniejszych światów w galaktyce: ScienceAlert

Jedna z najbardziej masywnych egzoplanet, jakie kiedykolwiek znaleziono w Drodze Mlecznej, stała się o wiele bardziej interesująca.

W atmosferze KELT-9b astronomowie wykryli terb metalu ziem rzadkich wirujący w chmurach odparowanego metalu, po raz pierwszy ten niezwykle rzadki pierwiastek został znaleziony na odległym świecie.

Zespół dokonał również nowych odkryć wanadu, baru, strontu, niklu i innych pierwiastków, potwierdzając wcześniejsze odkrycia i sugerując, że wszystko, co dzieje się z KELT-9b, jest naprawdę bardzo dziwne.

„Opracowaliśmy nową metodę, która umożliwia uzyskanie bardziej szczegółowych informacji. Za jej pomocą wykryliśmy siedem pierwiastków, w tym rzadką substancję terb, której wcześniej nie znaleziono w atmosferze żadnej egzoplanety” mówi astrofizyk Nicholas Borsato z Uniwersytetu w Lund w Szwecji.

„Znalezienie terbu w atmosferze egzoplanety jest bardzo zaskakujące”.

KELT-9b znajduje się w niektórych 670 lat świetlnych stąd I naprawdę jest to jedna z najbardziej ekstremalnych egzoplanet. Znany jako gorący Jowisz, gazowy olbrzym jest uwięziony na tak bliskiej orbicie ze swoją gwiazdą macierzystą, że nagrzewa się do ekstremalnych temperatur.

Co więcej, KELT-9b okrąża niebieskiego olbrzyma – jedną z najgorętszych gwiazd w historii – po bardzo wąskiej orbicie trwającej zaledwie 1,48 dnia.

Ta bliskość powoduje znaczne odparowanie egzoplanety: po dziennej stronie KELT-9b jest podgrzewany do temperatur powyżej 4600 Kelwinów (4327 stopni Celsjusza lub 7820 stopni Fahrenheita). To najwyższa temperatura, jaką kiedykolwiek widzieliśmy na egzoplanecie. Jest gorętsza niż co najmniej 80% wszystkich znanych gwiazd.

border frame=”0″allow=”akcelerometr; automatyczny start; Zapis do schowka. nośniki kodowane żyroskopowo; Obrazek w obrazku; udostępnianie w sieci „allowfullscreen>”.

Na szczęście dla nas KELT-9b obraca się w taki sposób, że przechodzi między nami a gwiazdą. Oznacza to, że naukowcom udało się zajrzeć do jego atmosfery.

Kiedy światło gwiazd przechodzi przez atmosferę KELT-9b, niektóre długości fal światła są pochłaniane i ponownie emitowane przez atomy gazu. Sygnał jest niewielki, ale układając orbity, astronomowie mogą wzmocnić sygnał, aby zobaczyć jaśniejsze i ciemniejsze części widma światła gwiazdy, gdy planeta przechodzi, w porównaniu z obserwacjami samej gwiazdy.

Wymaga to trochę analizy, ale naukowcy mogą przyjrzeć się sygnaturze tych ciemnych i jasnych części i określić, które elementy powodują zmiany w świetle.

Korzystając z tych danych, KELT-9b stała się pierwszą egzoplanetą, w której w 2018 roku wykryto żelazo i tytan w swojej atmosferze. Rok później naukowcy ogłosili, że odkryli również sód, magnez, chrom oraz metale ziem rzadkich, skand i itr.

Teraz Borsato i jego współpracownicy udoskonalili techniki analityczne, aby przeprowadzić bardziej szczegółowe analizy pierwiastków w widmie KELT-9b i jego gwiazdy macierzystej. Ich wyniki potwierdziły wcześniejsze odkrycia wodoru, sodu, magnezu, wapnia, chromu i żelaza oraz odkryły wiele wcześniej niewidzianych minerałów w atmosferach egzoplanet.

Prawdziwą niespodzianką był terb o liczbie atomowej 65. Tutaj, na Ziemi, ciężki pierwiastek jest niezwykle rzadki i zwykle występuje w śladowych ilościach w połączeniu z innymi pierwiastkami. Nie ustaliliśmy jeszcze, który naturalny mineralny terb dominuje; Jego obfitość w skorupie ziemskiej szacuje się na około 0,00012 proc.

Znalezienie go na innym świecie jest interesujące, ponieważ ciężkie pierwiastki, takie jak terb, mogą powstać tylko w najbardziej gwałtownych okolicznościach, takich jak wybuch supernowej lub zderzenie dwóch gwiazd neutronowych.

Dotyczy to wszystkich pierwiastków cięższych od żelaza, ale odkrycie terbu w atmosferze egzoplanety było zupełnie nieoczekiwane i może nam powiedzieć coś o historii KELT-9b i jego gwiazdy.

Wiemy, że jeśli o to chodzi, oba są stosunkowo młode: mają tylko około 300 milionów lat. (Na przykład Słońce ma około 4,6 miliarda lat.) Aby zawierać ciężkie pierwiastki, takie jak te wykryte w atmosferze KELT-9b, musiały one uformować się z materiału zawierającego wyrzuty z jednego z tych gwałtownych zdarzeń.

Ponieważ takie zdarzenia mają miejsce pod koniec życia gwiazdy, ilość ciężkich pierwiastków we wszechświecie wzrasta z czasem.

Im starsza gwiazda lub egzoplaneta, tym mniej ciężki materiał pierwiastka. I odwrotnie, młodsze gwiazdy i egzoplanety będą miały więcej ciężkich pierwiastków i prawdopodobnie będą miały większą różnorodność.

„Więcej wiedzy na temat ciężkich pierwiastków pomaga nam między innymi określić wiek egzoplanet i sposób ich powstania” – mówi Borsato.

Prace zespołu rozwijają również techniki wykorzystywane do analizy atmosfer egzoplanet. Nauka jest wciąż dość nowa, ale rozwija się skokowo; Nowa generacja teleskopów rozszerzy ją wykładniczo.

To nie służy tylko do badania wartości odstających, takich jak KELT-9b. Naukowcy uważają, że naszym pierwszym odkryciem życia poza Układem Słonecznym będzie odkrycie materiału biologicznego w atmosferze obcego świata.

„Wykrywanie ciężkich pierwiastków w ekstremalnie gorących atmosferach egzoplanet to kolejny krok w kierunku poznania, jak działają atmosfery planetarne” – mówi Borsato. „Im lepiej poznamy te planety, tym większe mamy szanse na znalezienie Ziemi 2.0 w przyszłości”.

Badania zostały przyjęte do publikacji w r Astronomia i astrofizykai jest dostępny w godz arXiv.