Глубина транзита транзитных планет может несколько меняться в зависимости от длины волны, на которой этот транзит наблюдается. На изучении этой зависимости основана трансмиссионная спектроскопия планетных атмосфер. С помощью измерения глубины транзитов на разных длинах волн (в том числе и в инфракрасном диапазоне) можно оценить физические свойства и состав атмосферы транзитной планеты, в частности, определить наличие или отсутствие высотной дымки и/или инверсионного слоя.
Как показывают расчеты, в спектрах чистых, лишенных облаков атмосфер горячих гигантов с температурой ниже 1500К должны доминировать уширенные давлением линии газообразных натрия и калия. Линии натрия действительно были обнаружены в трансмиссионных спектрах некоторых горячих гигантов, например,
HD 209458 b и
WASP-17 b, а в спектре планеты
XO-2 b были также найдены и линии калия. Однако многие горячие юпитеры (например,
HD 189733 b) демонстрируют признаки высотной дымки, делающей спектры таких планет плоскими, лишенными заметных деталей. Очевидно, горячие гиганты не образуют единый класс объектов и отличаются разными как физическими, так и спектральными свойствами.
30 сентября 2013 года в Архиве электронных препринтов появилась статья группы европейских астрономов под руководством Н. Николова (N. Nikolov), посвященная трансмиссионной спектроскопии транзитного горячего гиганта
HAT-P-1 b. Николов с коллегами пронаблюдал три транзита HAT-P-1 b с помощью камеры STIS космического телескопа им. Хаббла, получив грубый спектр этой планеты на волнах 0.29-1.027 мкм (т.е. от ближнего ультрафиолетового до ближнего инфракрасного диапазона). С достоверностью 3.3 сигма они обнаружили в спектре атмосферы этой планеты линии натрия, но не обнаружили ни линий калия, ни бальмеровской линии атомарного водорода H
альфа.
>Сравнив свои данные с данными, полученными другой камерой (WFC3), получившей трансмиссионный спектр планеты HAT-P-1 b в ближнем инфракрасном диапазоне (от 1.087 до 1.687 мкм), авторы отметили, что радиус этого горячего юпитера в оптическом диапазоне на 4.3 ± 1.3 высоты стандартной атмосферы больше, чем в инфракрасном диапазоне. Под стандартной атмосферой здесь понимается изотермическая водородно-гелиевая атмосфера при температуре, соответствующей температуре на терминаторе HAT-P-1 b (~1000К), чье давление и плотность спадает в
e раз каждые 414 км (при ускорении свободного падения, соответствующего ускорению свободного падения на HAT-P-1 b). При этом температура дневного полушария планеты, измеренная путем наблюдений в ИК-диапазоне вторичного минимума этой системы, достигает 1500 ± 100К.
О чем может говорить разница в измеренных диаметрах на разных длинах волн? Авторы статьи полагают, что в атмосфере HAT-P-1 b присутствует некое вещество или несколько веществ, сильно поглощающих в оптическом диапазоне, но достаточно прозрачных в ИК (например, газообразные кальций, железо, алюминий или хром).
Авторы статьи обращают внимание, что трансмиссионный спектр HAT-P-1 b резко отличается от спектра другого горячего юпитера, HD 189733 b, который имеет глубокий темно-синий цвет, вызванный силикатной дымкой. По всей видимости, планета HAT-P-1 b лишена высотной дымки или плотных облаков. Однако характер рассеяния или поглощения света в голубой части спектра планеты отличается и от рэлеевского рассеяния в чистой прозрачной атмосфере. Авторы надеются, что будущие наблюдения помогут разрешить эту загадку, пишет сайт
Планетные системы.