При огромных температурах на дневной стороне экзопланеты Kelt-9b атомы водорода распадаются, чтобы, оказавшись на ночной, снова соединиться и вернуться обратно.
Звезда KELT-9 и ее планета: взгляд художника / ©NASA, JPL-Caltech
Экзопланета Kelt-9b была открыта в 2017 году, став самой горячей из известных планет нашей Галактики. Расположенная в 670 световых годах от нас, она в 2,8 раза тяжелее Юпитера и вращается настолько близко к своей звезде, что годовой оборот у Kelt-9b занимает около 1,5 земных суток. Ее температура может достигать 4300 °С.
Kelt-9b стабилизирована в поле гравитации материнской звезды и обращается к ней одной и той же стороной — подобно тому, как Луна вращается синхронно с Землей и повернута всегда одной и той же видимой частью. Благодаря этому «дневное» полушарие Kelt-9b раскалено сильнее «ночного», и между ними возникает градиент энергии и материи.
Астрофизик из Чикагского университета Меган Мэнсфилд (Megan Mansfield) и ее коллеги обнаружили, что на дневной стороне Kelt-9b под действием огромных температур молекулы водорода ионизируются, распадаясь на отдельные частицы. Поток этой плазмы перетекает на ночную сторону, где происходит их воссоединение с образованием новых молекул. Необычный цикл ученые описывают в статье, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters.
По их словам, подобные превращения водорода согласуются с существующими моделями, хотя до сих пор обнаружить их не удавалось. Скорее всего, рекордно высокая температура Kelt-9b сделала эти процессы более выраженными и позволила заметить их, используя космический ИК-телексоп Spitzer. Дневная сторона Kelt-9b раскалена до 4293 °C, а темная ночная нагревается лишь до 2283 °C.
За несколько периодов прохождения планеты на фоне своей звезды астрономы смогли определить точную разницу температур, заметив, что она ниже, чем предсказывает теория. Это указало на перетекание горячего вещества с одного полушария на другое. Проведя моделирование такой атмосферы, ученые определили, что перенос энергии может производиться в ходе цикла распада и нового образования молекулярного водорода.
Скорее всего, нечто подобное происходит и на других планетах класса горячих юпитеров. Так, на знаменитой раскаленной WASP-121b может работать аналогичный цикл, включающий не водород, а молекулы воды.
