Введение

Газовый гигант, обращающийся вокруг HD 209458.

Спектроскопические

Спектроскопический анализ показал, что масса планеты составляет около 0,69 массы Юпитера.

Прямая обнаружение

22 марта 2005 года NASA сообщило о том, что инфракрасное излучение планеты было измерено космическим телескопом Spitzer – это было первое прямое обнаружение света от экзопланеты. Это было достигнуто путем вычитания постоянного света родительской звезды и регистрации разницы в яркости во время прохождения планеты перед звездой и её затмения за ней, что позволило оценить излучение самой планеты. Новые измерения, полученные в ходе этого наблюдения, определили температуру планеты как минимум… Также было подтверждено, что орбита HD 209458 b близка к круговой.

Спектровое наблюдение

21 февраля 2007 года NASA и Nature опубликовали новость о том, что HD 209458 b стала одной из первых двух экзопланет, спектры которых были получены непосредственно, второй была HD 189733 b. Высокоточные наблюдения, выполненные с помощью Очень Большого Телескопа ESO и его мощного спектрографа CRIRES, показали, что газ монооксида углерода перетекает с огромной скоростью от чрезвычайно горячей дневной стороны планеты к более холодной ночной стороне. Эти наблюдения также позволили впервые измерить орбитальную скорость самой экзопланеты, что дало возможность напрямую определить её массу, или выявить химический дисбаланс в атмосфере.

Ротация

В августе 2008 года измерение эффекта Росситера-МакЛофлина для HD 209458 b позволило определить угол между осью вращения и плоскостью орбиты, равный −4,4 ± 1,4°. Исследование, проведённое в 2012 году, уточнило этот угол до −5°.

Стратосфера и верхние облака

Атмосфера имеет давление в один бар на высоте, равной 1,29 радиуса Юпитера над центром планеты. Для сравнения, альбедо Юпитера значительно выше – 0,52. Это позволяет предположить, что верхний слой облаков HD 209458 b либо состоит из материала, менее отражающего, чем у Юпитера, либо вовсе лишен облаков и рассеивает входящее излучение по закону Рэлея, подобно темному океану Земли. Нагретый водород, рассеивающий по закону Рэлея, находится в верхней части стратосферы, а поглощающая часть облачного слоя располагается над ним на уровне 25 миллибар.

Экзосфера

27 ноября 2001 года астрономы объявили об обнаружении натрия в атмосфере планеты, используя наблюдения, полученные с космического телескопа Хаббл. Это было первое измерение атмосферы планеты за пределами Солнечной системы. Ядро натриевой линии простирается от давления 50 миллибар до микробара. Это составляет примерно треть от количества натрия в HD 189733 b. Дополнительные данные не подтвердили наличие натрия в атмосфере HD 209458 b, как это было в 2020 году. В 2003–2004 годах астрономы использовали спектрограф с формированием изображения космического телескопа Хаббл для обнаружения огромной эллипсоидальной оболочки, состоящей из водорода, углерода и кислорода, вокруг планеты, достигающей экзосферы водорода на расстоянии RH = 3,1 RJ, что значительно превышает планетарный радиус в 1,32 RJ. При этой температуре и расстоянии распределение Максвелла-Больцмана скоростей частиц приводит к образованию значительного "хвоста" атомов, движущихся со скоростями, превышающими скорость убегания. Предполагается, что планета теряет около 1,5 миллиарда тонн водорода в секунду. Анализ звездного света, проходящего через оболочку, показывает, что более тяжелые атомы углерода и кислорода выдуваются с планеты экстремальным "гидродинамическим сопротивлением", создаваемым её испаряющейся водородной атмосферой. Водородный хвост, простирающийся от планеты, имеет длину примерно равную её диаметру. Считается, что подобная потеря атмосферы может быть характерна для всех планет, обращающихся вокруг звёзд, подобных Солнцу. Планеты, находящиеся на орбитах ближе, чем у HD 209458 b, не испарятся полностью, хотя за свой расчетный срок жизни в 5 миллиардов лет они могут потерять до 7% своей массы.

Состав атмосферы

10 апреля 2007 года Трэвис Барман из обсерватории Лоуэлл заявил об обнаружении свидетельств наличия водяного пара в атмосфере HD 209458 b. Используя комбинацию ранее опубликованных измерений, полученных с помощью космического телескопа Хаббл, и новых теоретических моделей, Барман обнаружил убедительные доказательства поглощения воды в атмосфере планеты. Его метод моделировал свет, проходящий непосредственно через атмосферу от звезды планеты, когда планета проходила перед ней. Однако эта гипотеза все еще требует подтверждения и находится в стадии исследования. Барман опирался на данные и измерения, сделанные Хизер Кнутсон, студенткой Гарвардского университета, с космического телескопа Хаббл, и применил новые теоретические модели, чтобы продемонстрировать вероятность поглощения воды в атмосфере планеты. Планета обращается вокруг своей звезды каждые три с половиной дня, и каждый раз, когда она проходит перед звездой, состав атмосферы можно анализировать, изучая, как атмосфера поглощает свет, проходящий от звезды непосредственно через атмосферу в направлении Земли. Согласно обзору исследования, атмосферное поглощение воды на такой экзопланете приводит к увеличению ее видимых размеров в определенной части инфракрасного спектра по сравнению с длинами волн в видимом спектре. Барман использовал данные Кнутсон, полученные с помощью телескопа Хаббл для HD 209458 b, применил их к своей теоретической модели и предположительно идентифицировал поглощение воды в атмосфере планеты. 24 апреля астроном Дэвид Шарбоно, возглавлявший группу, проводившую наблюдения с помощью телескопа Хаббл, предостерег, что сам телескоп мог внести искажения, которые привели к тому, что теоретическая модель указала на наличие воды. Он выразил надежду, что дальнейшие наблюдения прояснят ситуацию в ближайшие месяцы. По состоянию на апрель 2007 года продолжаются дальнейшие исследования. 20 октября 2009 года исследователи из JPL объявили об обнаружении водяного пара, углекислого газа и метана в атмосфере. Уточненные спектры, полученные в 2021 году, вместо этого обнаружили водяной пар, монооксид углерода, цианистый водород, метан, аммиак и ацетилен, что соответствует чрезвычайно высокому молярному соотношению углерода к кислороду, равному 1,0 (в то время как для Солнца это соотношение составляет 0,55). Если это подтвердится, HD 209458 b может стать ярким примером углеродной планеты.

Магнитное поле

В 2014 году магнитное поле вокруг HD 209458 b было определено по характеру испарения водорода с планеты. Это первое (косвенное) обнаружение магнитного поля у экзопланеты. Оценка силы магнитного поля составляет примерно одну десятую от силы магнитного поля Юпитера.