192
Міжнародна група дослідників, включаючи астрономів Університету Арізони, за допомогою космічного телескопа NASA James Webb (Джеймс Вебб), спостерігала за атмосферою унікальної гарячої екзопланети. Виявлено, що екзопланета, яка має розмір Юпітера, але лише десяту частину його маси, має східно-західну асиметрію в атмосфері, тобто існує значна різниця між двома краями її атмосфери. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Astronomy.
«Це перший випадок, коли східно-західна асиметрія будь-якої екзопланети спостерігається з космосу під час її транзиту навколо своєї зірки», – сказав провідний автор дослідження Метью Мерфі, аспірант Обсерваторії Стюарда Університету штату Аризона. Транзит – це коли планета проходить перед своєю зіркою, як Місяць під час сонячного затемнення. «Я думаю, що спостереження з космосу мають багато різних переваг порівняно зі спостереженнями з Землі», – каже Мерфі.
Східно-західна асиметрія екзопланети означає відмінності в атмосферних характеристиках, таких як температура або властивості хмар, що спостерігаються між східною і західною півкулями планети. Визначення того, чи існує така асиметрія, має вирішальне значення для розуміння клімату, атмосферної динаміки та погодних умов екзопланет – планет, що існують за межами нашої Сонячної системи.
Екзопланета WASP-107b приливно-відливна до своєї зірки. Це означає, що екзопланета завжди повернута до зірки, навколо якої обертається, одним і тим самим боком. Одна півкуля приливної екзопланети постійно звернена до зірки, навколо якої вона обертається, тоді як інша півкуля завжди звернена вбік, що призводить до постійної денної та постійної нічної сторони екзопланети.
Мерфі та його команда використовували метод спектроскопії пропускання за допомогою космічного телескопа NASA. За словами Мерфі, це основний інструмент, який астрономи використовують, щоб отримати уявлення про те, з чого складаються атмосфери інших планет. Телескоп зробив серію знімків, коли планета проходила повз свою зірку, кодуючи інформацію про атмосферу планети.
Використовуючи нові технології та безпрецедентну точність космічного телескопа Джеймса Вебба, дослідники змогли розділити сигнали зі східної та західної сторін атмосфери і отримати сфокусованіший погляд на конкретні процеси, що відбуваються в атмосфері екзопланети.
«Ці знімки багато говорять нам про гази в атмосфері екзопланети, хмари, структуру атмосфери, хімічний склад і про те, як все змінюється при отриманні різної кількості сонячного світла», – сказав Мерфі. Екзопланета WASP-107b унікальна тим, що має дуже низьку щільність і відносно низьку гравітацію, внаслідок чого її атмосфера більш роздута, ніж у інших екзопланет її маси. «Ми не маємо нічого подібного в нашій власній Сонячній системі. Вона унікальна, навіть серед екзопланет», – сказав Мерфі.
Температура WASP-107b становить приблизно 476° C – це проміжна температура між планетами нашої Сонячної системи і найгарячішими відомими екзопланетами.
«Традиційно наші методи спостереження не працюють так добре для цих проміжних планет, тому виникло багато цікавих відкритих питань, на які ми нарешті можемо почати відповідати», – каже Мерфі. «Наприклад, деякі з наших моделей показали, що планета, подібна до WASP-107b, взагалі не повинна мати такої асиметрії – тож ми вже вивчаємо щось нове».
Дослідники вивчають екзопланети вже майже два десятиліття, і багато спостережень як з землі, так і з космосу допомогли астрономам здогадатися, як виглядатиме атмосфера екзопланет, каже Томас Бітті, співавтор дослідження і доцент кафедри астрономії в Університеті Вісконсіна-Медісона.
«Але це дійсно перший випадок, коли ми бачимо ці типи асиметрії безпосередньо у вигляді спектроскопії передачі з космосу, яка є основним способом, за допомогою якого ми розуміємо, з чого складаються атмосфери екзопланет – це насправді дивовижно», – сказав Бітті.
Мерфі та його команда працюють над зібраними даними спостережень і планують детальніше вивчити те, що відбувається з екзопланетою, включно з додатковими спостереженнями, щоб зрозуміти, чим зумовлена ця асиметрія.
«Майже на всі екзопланети ми навіть не можемо дивитися безпосередньо, не кажучи вже про те, щоб знати, що відбувається на одній стороні порівняно з іншою», – сказав Мерфі. «Вперше ми можемо отримати набагато більш локалізоване уявлення про те, що відбувається в атмосфері екзопланети».
