Обнаружена уникальная атмосфера ультрагорячего нептуна с температурой 2000°C и облаками по данным телескопа «Джеймс Уэбб»

Международная команда исследователей привлекла космический телескоп «Джеймс Уэбб» для анализа необычной атмосферы LTT 9779 b – редкой разновидности известной как «ультрагорячий нептун». Выводы этого исследования предлагают новые сведения о суровых климатических условиях и атмосферных характеристиках этой уникальной экзопланеты.

LTT 9779 b расположена в так называемой «горячей пустыне нептунов» – категории, к которой относятся лишь немногие из известных планет. Хотя массивные планеты, вращающиеся в близком расстоянии от своих звёзд, как правило, легко обнаруживаются современными методами (часто именуемые «горячими юпитерами»), ультрагорячие нептуны, наподобие LTT 9779 b, остаются крайне редким явлением.

«Найти планету таких размеров так близко к её звезде – это всё равно что обрести снежок, который уцелел в пламени», – комментирует аспирант Луи-Филипп Куломб из Института исследований экзопланет имени Троттье (IREx) Монреальского университета, возглавлявший это исследование. «Такой случай демонстрирует разнообразие планетарных систем и открывает путь к пониманию того, как планеты развиваются в экстремальных условиях».

LTT 9779 b завершает оборот вокруг своей звезды меньше чем за сутки, испытывая влияние изнуряющих температур, достигающих почти 2000°C на дневной стороне. Планета находится в приливной блокировке (подобно тому, как Луна обращена к Земле одной стороной), что означает, что одна её сторона постоянно освещается звездой, тогда как другая пребывает в вечной ночи.

Несмотря на такие экстремальные условия, учёные выявили облака в более прохладном западном полушарии планеты, создающие резкий контраст с её более горячей восточной стороной. «Этот объект представляет собой уникальную лабораторию для познания взаимодействия облаков и теплового переноса в атмосферах планет, которые подвергаются сильному излучению», – объясняет Куломб.

Анализ, выполненный командой при помощи телескопа «Джеймс Уэбб» в рамках программы гарантированного времени изучения NEAT (NIRISS Exploration of Atmospheric Diversity of Transiting Exoplanets), выявил асимметрию в альбедо дневной стороны планеты. Исследователи предположили, что распределение тепла и облаков неравномерно из-за мощных ветров, которые переносят тепло вокруг планеты. Эти находки способствуют совершенствованию моделей, описывающих тепловой перенос и образование облаков в атмосферах экзопланет, помогая устранить разрыв между теорией и наблюдениями.

Исследователи пристально проанализировали атмосферу планеты, изучая и тепло, которое она излучает, и свет, который она отражает от своей звезды. Для создания более полной картины они наблюдали планету с разных позиций на её орбите и анализировали её свойства на каждой фазе отдельно. Учёные обнаружили облака, образованные такими веществами, как силикатные минералы, которые формируются на чуть более прохладной западной стороне дневного полушария. Эти отражающие облака объясняют, почему планета так ярко светится в видимом спектре, отражая значительную часть излучения своей звезды.

Соединяя данные о свете, отражённом планетой, с параметрами её теплового излучения, команда смогла создать детализированную модель её атмосферы. Их выводы осветили тонкий баланс между интенсивным солнечным обогревом и способностью планеты перераспределять энергию. В ходе исследования также был найден водяной пар в атмосфере, что предоставляет важные намёки на состав планеты и процессы, управляющие её экстремальной окружающей средой.

Эта редкая планетарная система продолжает бросать вызов научному пониманию того, как экзопланеты формируются, мигрируют и сохраняют свою целостность при близком расположении к своим звёздам. Облака, отражающие свет, и высокая металличность планеты могут пролить свет на эволюцию атмосфер в экстремальных условиях. LTT 9779 b выступает в роли поразительной лаборатории для изучения этих вопросов, предоставляя понимание более обширных процессов, формирующих архитектуру планетных систем в масштабе всей галактики.

Источник: iXBT