«Уэбб» нашел адскую планету, которая «сбежала» от ледяных гигантов
«Уэбб» впервые зафиксировал в атмосфере экзопланеты WASP-121b метан и монооксид кремния. Эти открытия помогли ученым определить, где образовалась эта гигантская планета и как она мигрировала к своей звезде. Оказалось, что «адская планета», разогретая до экстремальных температур, родилась в ледяной зоне, похожей на область газовых гигантов нашей Солнечной системы.
WASP-121b относится к классу ультрагорячих юпитеров — огромных планет, которые вращаются на очень близкой орбите к своим звездам. Она делает полный оборот всего за 30,5 часа, находясь на расстоянии, примерно в два раза превышающем диаметр самой звезды. Из-за такой близости на дневной стороне WASP-121b температура превышает 3000 градусов Цельсия — достаточно, чтобы большинство металлов плавились, а вещества вроде кварца испарялись. На ночной стороне планеты гораздо прохладнее, там температура около 1500 градусов.
Команда астрономов под руководством Томаса Эванс-Сомы из Института астрономии Макса Планка и Университета Ньюкасла изучала атмосферу WASP-121b с помощью инструмента NIRSpec, установленного на телескопе «Уэбб». В спектрах планеты ученые обнаружили воду, угарный газ (CO), монооксид кремния (SiO) и метан (CH₄).
Метан стал главным сюрпризом для наблюдателей. При таких высоких температурах, как на дневной стороне WASP-121b, он нестабилен и должен быстро разрушаться. Тем не менее его обнаружили на ночной стороне планеты, что противоречит многим современным моделям атмосфер экзопланет. Чтобы объяснить это, ученые предположили, что метан непрерывно поднимается из нижних, более холодных слоев атмосферы благодаря мощным вертикальным потокам газа.
Другим важным открытием стало обнаружение в атмосфере планеты монооксида кремния. Это вещество изначально присутствовало в твердых минералах, таких как кварц, которыми была богата область рождения WASP-121b. Планета получила его в виде твердых частиц от каменных планетезималей, которые сталкивались с ней на ранних этапах формирования.
Соотношения углерода, кислорода и кремния в атмосфере WASP-121b позволили ученым восстановить ее историю. Вероятно, планета образовалась на удалении от звезды, где было достаточно холодно, чтобы вода оставалась в виде льда, а метан уже испарялся. В нашей Солнечной системе похожая зона находится между орбитами Юпитера и Урана.
После формирования WASP-121b начала миграцию ближе к своей звезде. По пути внутрь планета продолжала захватывать углеродсодержащий газ, в то время как поступление кислорода с ледяными частицами прекратилось. Это привело к высокому содержанию углерода относительно кислорода в атмосфере планеты, значительно превышающему это соотношение у звезды.
Новые наблюдения телескопа «Уэбб» позволили ученым исследовать и то, как смешиваются атмосферы дневной и ночной сторон WASP-121b. Состав газа на границе двух полушарий оказался неоднородным. Там исследователи не зафиксировали метан, который явно выделялся на ночной стороне. Это значит, что смешивание атмосферы на разных сторонах планеты происходит иначе, чем считалось ранее.
WASP-121b стала настоящей лабораторией для изучения экзотических атмосфер. Ее наблюдения помогут усовершенствовать теории о формировании и эволюции горячих газовых гигантов. Ученые сделали выводы на основе спектральных данных, полученных в течение полного оборота планеты вокруг звезды. «Уэбб» анализировал тепловое излучение планеты на разных фазах ее вращения, а также спектры, возникающие при прохождении планеты перед звездой.
Проект реализовали астрономы из Института астрономии Макса Планка (MPIA), Университета Ньюкасла, Гейдельбергского университета и еще нескольких институтов США и Великобритании. Открытия опубликованы в журналах Nature Astronomy и The Astronomical Journal.
Самое популярное
