Элементы на экзопланетах всё тяжелеют…

Раз Солнце — обычная звезда, каких много во Вселенной, то интуитивно ясно, что и по химическому составу Солнечная система от других планетных систем особенно отличаться не должна. А в Солнечной системе, по крайней мере, на Земле мы находим все стабильные элементы таблицы Менделеева и многие нестабильные. Логично полагать, что есть они и на экзопланетах.

Но предположить — это одно, а реально обнаружить — совсем другое. Экзопланеты, знаете ли, немного далековато, зонды к ним посылать учёные пока не могут, приходится смотреть на их состав издали. А способов это сделать пока один — посмотреть, как поглощается свет звезды при его прохождении через атмосферу планеты.

Правда, для начала эта самая атмосфера должна существовать. К тому же ещё и сами элементы должны в ней быть в виде паров, и если найти лёгкие элементы не сложно, их соединения и простые вещества довольно летучи, то с элементами тяжелее железа начинаются проблемы. Мало того, что большинство из них — не особенно летучие металлы, так их ещё и мало — их ядерный синтез идёт с поглощением энергии, и они образуются только при взрывах сверхновых.

Из-за этого искать тяжёлые элементы вне Солнечной системы вообще имеет смысл разве что в атмосферах «горячих юпитеров» — очень массивных газовых гигантов, вращающихся очень близко к своим звёздам. До недавних пор самым тяжёлым из найденных на экзопланетах элементов был барий, но недавно астрономам удалось продвинуться ещё дальше по таблице Менделеева.

Планету MASCARA-4b в 550 световых годах от Солнца открыли в 2020 году. Её звезда — бело-жёлтый карлик класса А чуть больше Солнца. Планета же имеет диаметр в 1,5 Юпитера и массу в 3,1 раза больше. Орбита MASCARA-4b очень мала — находясь примерно в 7 миллионах километров от звезды, планета обегает её всего за 2,8 суток. Понятно, что на таком расстоянии от такой звезды довольно тепло — температура на поверхности планеты — больше 2000 °C.

Китайские астрономы с помощью телескопа VLT из Чили посмотрели на спектр атмосферы этого гиганта и обнаружили там, кроме бария, ещё и щелочной металл рубидий с атомным номером 37 и редкоземельный самарий с номером 62.

Причём все три металла в довольно значительном количестве находятся высоко в атмосфере планеты, что и позволило их обнаружить. Так что воды и кислорода в составе планеты, скорее всего, почти нет, иначе бы металлы просто осели на поверхности в виде нелетучих при такой температуре оксидов.

 Похоже, в атмосферах горячих юпитеров, в отличие от холодных газовых гигантов, с лёгкими элементами вообще напряжёнка, что и понятно — на таких расстояниях и при таких температурах звезда их просто «сдувает».