Астрономы впервые зафиксировали изменения в атмосфере экзопланеты
Международная команда астрономов детально исследовала горячую экзопланету WASP-121 b, которая находится на расстоянии 880 световых лет от Земли и по размеру сопоставима с Юпитером. Ученые не только проанализировали атмосферу небесного тела, но и сравнили ее состояние за несколько лет — в результате они обнаружили свидетельства ее изменения. Открытие удалось сделать после объединения наблюдений космического телескопа «Хаббл» за три года и использования сложных методов моделирования.
Экзопланета WASP-121 b, также известная как Tylos, представляет собой хорошо изученный горячий юпитер, который совершает оборот вокруг звезды-хозяина за 30 часов. Из-за своего близкого расположения к светилу WASP-121 b заблокирована от приливов: одна из ее сторон всегда обращена к звезде и является очень горячей — в этой области температура достигает 3000 градусов Кельвина (2700 градусов Цельсия). Поэтому экзопланета непригодна для жизни, но ученые считают WASP-121 b подходящим объектом для изучения особенностей ее атмосферы — по их мнению, подобного рода исследования могут помочь в поиске жизни за пределами Земли.
Детальные телескопические и космические наблюдения последних десятилетий показали, что атмосферы соседних планет Солнечной системы не статичны, а постоянно меняются — точно так же, как погода на Земле. Это должно быть свойственно и планетам, вращающимся вокруг других звезд, но для выявления таких изменений требуется множество детальных наблюдений и компьютерное моделирование. Для изучения атмосферы WASP-121 b международная команда астрономов проанализировала данные, собранные «Хабблом» за три года.
Полный набор данных включал в себя наблюдения планеты WASP-121 b, проходящей перед своей звездой в июне 2016 года, ее транзит за светилом (вторичное затмение) в ноябре 2016-го, а также две кривые блеска, записанные в марте 2018-го и феврале 2019 года соответственно. Команда обработала каждый набор сведений одинаково, что позволило напрямую сравнить результаты наблюдений. В конечном итоге ученые обнаружили, что атмосфера WASP-121 b динамична и меняется с течением времени.
«Информация, которую мы извлекли из этих наблюдений, была использована для определения характеристик (химического состава, температуры и облачности) атмосферы WASP-121 b в разное время. Это дало нам прекрасную картину планеты, меняющейся с течением времени», — отметил один из членов команды, исследователь ЕКА в Научном институте космического телескопа Квентин Ченджат.
Кроме того, команда применила сложные методы моделирования, чтобы показать, что эти резкие временные колебания можно объяснить квазипериодическими погодными явлениями в атмосфере экзопланеты. Так, в частности, в ней могут наблюдаться массивные циклоны, которые возникают из-за большой разницы температур между двумя сторонами экзопланеты. По словам ученых, такой вывод является большим шагом вперед в потенциальном наблюдении погодных моделей на экзопланетах.
Помимо прочего, они обнаружили очевидное смещение между самой горячей областью WASP-121 b и ближайшей к звезде точкой на планете, а также изменчивость химического состава атмосферы экзопланеты (измеренную с помощью спектроскопии). По мнению исследователей, из-за экстремальной разницы температур испарившееся железо и другие тяжелые металлы, улетучивающиеся в верхние слои атмосферы на дневной стороне, частично попадают обратно в нижние слои и могут вызывать «железный дождь» на ночной стороне. Некоторые тяжелые металлы покидают верхние слои атмосферы вследствие гравитации планеты.
Благодаря проведенному исследованию команда астрономов получила возможность точно моделировать погодные явления на сверхгорячих планетах, подобных WASP-121 b. Чуть больше информации об особенностях атмосферы экзопланет позволят получить будущие наблюдения с помощью «Хаббла» и других мощных телескопов, например, «Джеймса Уэбба».
Самое популярное
