Анна Сталь однажды заметила: «Высшие должности походят на крутые скалы: одни только орлы...» К такому же выводу, похоже, пришли и астрономы, изучающие экзопланету ХО-2b в созвездии Рыси. Планета привлекла их внимание не случайно: её орбитальный период вокруг звезды ХО-2 составляет всего 2,6 земных суток. Такая высокая частота транзитов делает ХО-2b невероятно удобной для наблюдений — каждый проход планеты перед диском звезды даёт шанс заглянуть в её атмосферу.

ХО-2b относится к классу «горячих Юпитеров» — газовых гигантов, разогретых близостью к своему солнцу. По размеру она почти точная копия нашего Юпитера, но масса у неё примерно вдвое меньше. От Земли планету отделяют 486 световых лет, однако расстояние не стало помехой для 10,4-метрового гигантского телескопа на Канарских островах. Инструмент оснащён спектрографом OSIRIS, который и позволил получить экспериментальные доказательства присутствия в атмосферах далёких экзопланет щелочных металлов.

Как ловят свет сквозь чужую атмосферу

Метод регистрации прост и гениален одновременно. Во время транзита, когда планета проходит перед звездой, излучение ХО-2 пронизывает её атмосферную оболочку. Часть света поглощается атомами и молекулами на определённых длинах волн — и в спектре звезды появляются характерные провалы. По этим спектральным «отпечаткам» можно понять, из чего состоит атмосфера далёкого мира.

Астрономы провели три серии наблюдений транзитов ХО-2b: осенью и зимой 2009 года, а затем весной 2010-го. Фильтр спектрометра настраивали на разные участки красной и инфракрасной областей спектра. Результат оказался чётким: в атмосфере планеты обнаружился калий — ещё один щелочной металл, помимо уже известного ранее натрия.

Соседи по классу и элементный состав

Подобные данные были получены и для другой экзопланеты — HD 80606 b. Она примечательна огромной амплитудой колебаний поверхностной температуры: её орбита сильно вытянута, и при сближении со звездой газовый гигант стремительно разогревается. Наличие калия в её атмосфере подтверждает, что этот элемент, вероятно, характерен для целого класса «горячих Юпитеров».

Ранее таким же экспериментальным путём в атмосферах экзопланет удалось зарегистрировать натрий. Первопроходцами стали HD 209458 b и её галактический сосед HD 189733 b. Теперь к списку «атмосферных ингредиентов» добавился и калий — наблюдения за ХО-2b и HD 80606 b стали первым прямым доказательством его присутствия в газовых оболочках далёких миров. Ранее таким же экспериментальным путём в атмосферах экзопланет удалось зарегистрировать натрий у атмосферы суперземли на 10% состоящей из металлов.

Пока трудно сказать, какие ещё элементы прячутся в раскалённых недрах «горячих Юпитеров». Но каждый новый транзит, пойманный чуткими спектрографами, приближает нас к пониманию химии этих экстремальных планет. Крутые скалы высших должностей, как и атмосферы экзопланет, открываются лишь тем, кто умеет смотреть на звёзды.