Международная команда исследователей, включая астрономов из Аризонского университета, используя космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST), обнаружила атмосферу горячей и необычайно раздутой экзопланеты. Эта экзопланета, размером с Юпитер, но весом всего в одну десятую его массы, демонстрирует асимметрию в своей атмосфере по направлению восток-запад.
Результаты данного исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy. «Это первый случай, когда мы наблюдаем восточно-западную асимметрию экзопланеты во время её транзита перед своей звездой», — заявил ведущий автор исследования Мэтью Мёрфи, аспирант обсерватории Стюарда при Университете Альберты. Транзит происходит, когда планета проходит перед своей звездой, подобно тому, как Луна проходит перед Солнцем во время солнечного затмения.
Восточно-западная асимметрия экзопланеты означает различия в атмосферных характеристиках, таких как температура или свойства облаков, между её восточным и западным полушариями. Понимание наличия этой асимметрии важно для изучения климата, динамики атмосферы и метеорологических условий экзопланет.
Экзопланета WASP-107b является приливно захваченной своей звездой, что означает, что она всегда обращена к звезде одной и той же стороной. Так одна сторона экзопланеты постоянно находится под светом звезды, а другая — в вечной ночи.
Мёрфи и его команда использовали метод трансмиссионной спектроскопии JWST, который позволяет астрономам анализировать состав атмосферы других планет. Телескоп сделал серию снимков во время прохождения планеты перед звездой, собирая данные об её атмосфере.
Благодаря новым технологиям и беспрецедентной точности космического телескопа JWST, исследователи смогли изолировать сигналы с восточной и западной сторон атмосферы планеты, что позволило детально изучить конкретные процессы в атмосфере экзопланеты.
«Эти данные рассказали нам многое о газовом составе атмосферы, облаках, структуре и химическом составе, а также о том, как всё это изменяется под воздействием разного количества солнечного света», — отметил Мёрфи.
Экзопланета WASP-107b примечательна своей чрезвычайно низкой плотностью и относительной малой гравитацией, что делает её атмосферу более раздутой по сравнению с другими экзопланетами аналогичной массы. «В нашей Солнечной системе нет ничего подобного. Это уникально даже среди экзопланет», — сказал Мёрфи.
Температура на WASP-107b составляет около 890 градусов по Фаренгейту, что делает её промежуточной по температуре между планетами нашей Солнечной системы и самыми горячими экзопланетами.
«Традиционные методы наблюдения не были столь эффективны для таких промежуточных планет, поэтому у нас есть множество открытых вопросов, на которые мы наконец начинаем получать ответы. Например, некоторые из наших моделей утверждали, что у планеты типа WASP-107b не должно быть этой асимметрии — и теперь мы открываем для себя что-то новое», — объяснил Мёрфи.
По словам Томаса Битти, соавтора исследования и доцента кафедры астрономии в Университете Висконсин-Мэдисон, астрономы уже почти два десятилетия изучают экзопланеты. Численные наблюдения как с Земли, так и из космоса помогли предположить, как может выглядеть атмосфера экзопланет.
«Но это действительно первый случай, когда мы непосредственно наблюдали такой тип асимметрии с помощью трансмиссионной спектроскопии из космоса, что является основным методом для понимания состава атмосферы экзопланет — это действительно поразительно», — сказал Битти.
Мёрфи и его команда продолжают анализировать собранные данные наблюдений и планируют провести дополнительные исследования, чтобы глубже понять причины этой асимметрии.
«Нам редко удается напрямую наблюдать экзопланеты, не говоря уже о возможности изучить различия между их сторонами. Теперь у нас есть возможность получить более детализированное представление о том, что происходит в атмосфере экзопланеты», — подчеркнул Мёрфи.
Источник: iXBT
