В атмосфере сверхгорячего юпитера MASCARA-4b зарегистрировали целый набор тяжелых химических элементов, включая самарий — самый массивный из когда-либо найденных на планетах вне Солнечной системы. Их большое количество и само присутствие на больших высотах могут указывать на необычные особенности, свойственные атмосферам таких больших и горячих экзопланет.
В прошлом году в атмосферах двух далеких горячих юпитеров обнаружили барий. Имея атомный номер 56, он стал самым тяжелым химическим элементом из когда-либо найденных на планетах за пределами Солнечной системы. Однако этот рекорд продержался недолго. На днях китайские астрономы сообщили о регистрации рубидия и самария в атмосфере газового гиганта MASCARA-4b. Таким образом, звание «самого тяжелого элемента из обнаруженных на экзопланетах» занял самарий, ядро которого содержит на шесть протонов больше, чем барий. Статья об этом готовится к публикации и уже доступна в библиотеке препринтов arXiv.
Планету MASCARA-4b открыли в 2020 году. Она расположена в 557 световых годах от нас, у звезды чуть крупнее Солнца — бело-желтого карлика спектрального класса А. Сама MASCARA-4b в полтора раза больше Юпитера, в 3,1 раза тяжелее него и находится на очень тесной орбите: дистанция до звезды составляет менее пяти процентов от среднего расстояния между Землей и Солнцем, а полный оборот планета совершает всего за 2,8 суток. Все это делает MASCARA-4b газовым гигантом из класса сверхгорячих юпитеров. Температура на его поверхности превышает 2000 градусов Цельсия.
Вэй Ван (Wei Wang) и его коллеги из китайской Национальной астрономической обсерватории использовали работающий в Чили телескоп VLT и собрали спектральные данные по составу атмосферы MASCARA-4b. В них ученые заметили линии бария, а также рубидия (атомный номер 37) и самария (атомный номер 62). Само по себе их присутствие неудивительно: и планеты, и многие звезды включают некоторое количество тяжелых элементов. Однако обычно их совсем мало и они склонны оседать, а не оставаться на больших высотах в атмосфере.
С этой точки зрения MASCARA-4b выглядит весьма необычно. Самарий, барий и рубидий в ее атмосфере содержатся в немалых количествах и высоко в атмосфере, что и позволило заметить их присутствие. Это, в частности, может свидетельствовать почти о полном отсутствии там воды и кислорода, которые способны легко реагировать с самарием и осаждать его на поверхность. Похоже, атмосферы сверхгорячих юпитеров содержат не так много легких элементов и летучих молекул, как обычные газовые гиганты.