Екзопланетологія — порівняно молода галузь астрономії: з моменту виявлення першої екзопланети минуло трохи більше 30 років. Але насьогодні вчені підтвердили існування вже 5000 планет в інших зоряних системах. Зараз дослідники більше не задовольняються лише пошуком і реєстрацією нових позасонячних світів. Нові інструменти та методи дозволяють також визначати такі параметри планет, як їх розмір, характеристики орбіти, приблизний склад атмосфери, температуру поверхні тощо.
Досі більшість планет досліджувалися незалежно одна від одної. Нова робота вчених з Університетського коледжу Лондона (UCL), на відміну від попередніх, охоплює одразу 25 екзопланет. Як вихідний матеріал для неї був використаний великий обсяг архівних даних телескопів Габл і Спітцер (загалом — близько 1000 годин спостережень). Аналізували транзити і затемнення планет (проходження планет за і перед зірками-господарями). В результаті цього, за словами провідного автора роботи Квентіна Чангета, було отримано неймовірний обсяг інформації про хімічний склад та формування планет.
Основна увага дослідників була звернена на реєстрацію наявності деяких металів (елементів важчих за гелій) та іонів Н-, що виникають при дуже високих температурах, в екзопланетних атмосферах. Вивчення змісту та розподілу цих речовин дозволило зробити висновки про хімічний склад атмосфер загалом та їх циркуляцію, а також про формування екзопланет.
Всі досліджені планети відносяться до класу гарячих юпітерів — світів із короткоперіодичними орбітами та потужними газовими оболонками, що характеризуються великою температурою зовнішніх шарів. Насамперед вчені намагалися знайти спільні риси всіх досліджених планет, щоб зрозуміти тенденції процесів, що відбуваються в їх атмосферах.
За словами співкерівника роботи Біллі Едвардса, наукова робота є переломним моментом у галузі вивчення екзопланет. Вона характеризує перехід від часткового до загального, від вивчення окремих планет до спроби розуміння загальних закономірностей їх формування.
Дослідження повністю виправдало надії вчених та дозволило визначити чіткі тенденції у поведінці досліджених планет. Зокрема, було знайдено залежність деяких параметрів атмосфер від наявності чи відсутності термічної інверсії у них. Термічна інверсія – стан атмосфери, що характеризується підвищенням температури атмосфери на великих висотах і виникає через присутність у атмосфері деяких речовин. Також було знайдено значну кореляцію між температурою атмосфер екзопланет та вмістом у них оксидів титану та ванадію та гідриду заліза.
Незважаючи на те, що кореляція не завжди означає причинно-наслідковий зв’язок між явищами, вчені переконливо довели, що саме згадані вище сполуки є причиною термічної інверсії в атмосферах. Ці сполуки дуже добре поглинають світло та тепло зірок-господарів, що веде до суттєвого розігріву верхніх шарів планетних атмосфер.
Результати дослідження конкретних 25 екзопланет цінні як самі собою. Вони дозволяють наблизитися до розуміння загальних закономірностей планетоутворення, в тому числі й у Сонячній системі. Крім того, вони дозволяють іншим дослідникам ефективніше планувати свої спостереження.