Первые наблюдения темной стороны «горячего юпитера»

Астрономы впервые получили возможность наблюдать ночную сторону экзопланеты, постоянно пребывающую в тени, поскольку планета находится в приливном захвате по отношению к родительской звезде. Эти наблюдения вместе с наблюдениями дневной стороны планеты, постоянно освещаемой звездой, позволяют впервые получить представление о всей атмосфере планеты целиком.

«Теперь мы можем не только делать изолированные снимки конкретных областей атмосфер экзопланет, но и изучать их как трехмерные системы, которыми они являются на самом деле», – сказал главный автор исследования Томас Микал-Эванс (Thomas Mikal-Evans) из Института астрофизики и исследований космоса им. Кавли Массачусетского технологического института.

Эта планета носит название WASP-121b и представляет собой массивный газовый гигант, примерно вдвое больше Юпитера по размеру. Планета относится к классу сверхгорячих юпитеров и была открыта в 2015 г. на орбите вокруг звезды, находящейся на расстоянии около 850 световых лет от Земли. Планета WASP-121b лежит на самой тесной орбите вокруг звезды, известной на сегодняшний день, делая один оборот вокруг родительского светила в течение всего лишь 30 часов. Она также находится в приливном захвате по отношению к звезде, так что ее дневная сторона вечно освещена лучами звезды, а ночная сторона вечно обращена в сторону космоса.

Астрономы ранее обнаружили водяные пары и изучили изменения температур атмосферы планеты по высоте на дневной стороне планеты.

В новом исследовании представлена более подробная картина. Исследователи при помощи спектроскопических наблюдений смогли составить карту значительных изменений температуры при переходе от дневной стороны планеты к ночной и оценить изменения этих температур по высоте. Они также отследили присутствие воды в атмосфере, чтобы впервые показать, как происходит циркуляция воды между дневной и ночной сторонами планеты.

В то время как на Земле круговорот воды включает сначала ее испарение, затем конденсацию в облака и далее выпадание на поверхность в форме дождя, на планете круговорот воды имеет намного более бурный характер. На дневной стороне атомы, составляющие молекулу воды, диссоциируют при температурах свыше 3000 Кельвинов. Затем эти атомы под действием ветров перемещаются на ночную сторону, где более низкие температуры способствуют рекомбинации атомов водорода и кислорода в молекулы воды, которые затем ветрами переносятся на дневную сторону, где цикл возобновляется.

Команда рассчитала, что круговорот воды на планете WASP-121b поддерживается за счет ветров, дующих со скоростями до 5 километров в секунду.

Также авторы выяснили, что в атмосфере планеты присутствует не только вода – скорее всего, на ночной стороне достаточно холодно, чтобы железо и оксид алюминия конденсировались с образованием экзотических облаков, которые переносятся ветрами на дневную сторону планеты, где эти облака превращаются в газ.

Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.

Источник: www.astronews.ru