Экстремальные сверхзвуковые ветры, зафиксированные на планете за пределами нашей Солнечной системы

Астрономы обнаружили чрезвычайно мощные ветры, обрушивающиеся на экватор WASP-127b, гигантской экзопланеты. Достигая скорости до 33 000 км/ч, ветры образуют самый быстрый струйный поток такого рода, когда-либо измеренный на планете. Открытие было сделано с помощью Очень Большого Телескопа Европейской Южной Обсерватории (VLT ESO) в Чили и дает уникальную возможность заглянуть в погодные условия далекого мира.

Торнадо, циклоны и ураганы сеют хаос на Земле, но теперь ученые обнаружили планетарные ветры совершенно иного масштаба, далеко за пределами Солнечной системы. С момента ее открытия в 2016 году астрономы изучают погоду на WASP-127b, гигантской газовой планете, расположенной более чем в 500 световых годах от Земли. Планета немного больше Юпитера, но имеет лишь часть его массы, что делает ее «пухлой». Международная группа астрономов теперь сделала неожиданное открытие: на планете бушуют сверхзвуковые ветры.

« Часть атмосферы этой планеты движется к нам с большой скоростью, а другая часть удаляется от нас с той же скоростью », — говорит Лиза Нортманн, ученый из Геттингенского университета, Германия, и ведущий автор исследования. « Этот сигнал показывает нам, что вокруг экватора планеты существует очень быстрый, сверхзвуковой, реактивный ветер ».

Скорость струйных ветров составляет 9 км в секунду (что близко к колоссальным 33 000 км/ч), что почти в шесть раз превышает скорость вращения планеты [1] . « Это то, чего мы раньше не видели », — говорит Нортманн. Это самый быстрый ветер, когда-либо измеренный в струйном потоке, который обходит планету. Для сравнения, самый быстрый ветер, когда-либо измеренный в Солнечной системе, был обнаружен на Нептуне, он двигался со скоростью «всего» 0,5 км в секунду (1800 км/ч).

Команда, чье исследование было опубликовано сегодня в Astronomy & Astrophysics , составила карту погоды и состава WASP-127b с помощью инструмента CRIRES+ на VLT ESO . Измеряя, как свет родительской звезды проходит через верхние слои атмосферы планеты, им удалось проследить ее состав. Их результаты подтверждают наличие водяного пара и молекул оксида углерода в атмосфере планеты. Но когда команда отследила скорость этого материала в атмосфере, они наблюдали — к своему большому удивлению — двойной пик, указывающий на то, что одна сторона атмосферы движется к нам, а другая — от нас с высокой скоростью. Исследователи приходят к выводу, что мощные струйные ветры вокруг экватора могли бы объяснить этот неожиданный результат.

Продолжая составлять свою погодную карту, команда также обнаружила, что полюса холоднее, чем остальная часть планеты. Также есть небольшая разница температур между утренней и вечерней сторонами WASP-127b. « Это показывает, что на планете сложные погодные условия, как на Земле и других планетах нашей собственной Системы », — добавляет Фэй Янь, соавтор исследования и профессор Китайского университета науки и технологий.

Область исследования экзопланет стремительно развивается. Еще несколько лет назад астрономы могли измерять только массу и радиус планет за пределами Солнечной системы. Сегодня телескопы, такие как VLT ESO, уже позволяют ученым составлять карты погоды на этих далеких мирах и анализировать их атмосферы. «Понимание динамики этих экзопланет помогает нам изучать такие механизмы, как перераспределение тепла и химические процессы, улучшая наше понимание формирования планет и потенциально проливая свет на происхождение нашей собственной Солнечной системы», — говорит Дэвид Конт из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана, Германия, и соавтор статьи.

Интересно, что в настоящее время подобные исследования могут проводиться только наземными обсерваториями, поскольку инструменты, которые сейчас установлены на космических телескопах, не обладают необходимой точностью измерения скорости. Чрезвычайно большой телескоп ESO , который строится недалеко от VLT в Чили, и его инструмент ANDES позволят исследователям еще глубже изучить погодные условия на далеких планетах. «Это означает, что мы, вероятно, сможем разрешить еще более тонкие детали ветровых режимов и распространить это исследование на более мелкие, каменистые планеты», — заключает Нортманн.