|
Загадочная ультрагорячая атмосфера экзопланеты WASP-18b
|
|
|
|
В 400 световых годах от нас есть что-то настолько заманчивое, что астрономы изучают его с момента его открытия в 2009 году. Один оборот WASP-18 b вокруг своей звезды, которая немного больше нашего Солнца, занимает всего 23 часа. В нашей Солнечной системе нет ничего подобного. Новое исследование под руководством доктора философии Университета Монреаля. студента Луи-Филиппа Куломба об этой экзопланете, сверхгорячем газовом гиганте, в 10 раз более массивном, чем Юпитер, основанном на новых данных канадского прибора NIRISS на космическом телескопе Джеймса Уэбба (JWST), преподносит много сюрпризов. Картирование экзопланеты Международная группа астрономов идентифицировала водяной пар в атмосфере экзопланеты WASP-18 b и составила температурную карту планеты, когда она отставала от своей звезды и вновь появлялась из нее. Это событие известно как вторичное затмение. Ученые могут считывать комбинированный свет от звезды и планеты, а затем уточнять измерения только по звезде, когда планета движется за ней.
|
|
|
|
Одна и та же сторона, известная как дневная сторона, WASP-18 b всегда обращена к своей звезде, точно так же, как одна и та же сторона Луны всегда обращена к Земле. Это называется приливной блокировкой. Карта температуры или яркости экзопланеты показывает огромное изменение температуры — до 1000 градусов — от самой горячей точки, обращенной к звезде, до терминатора, где дневная и ночная стороны запертой приливами планеты встречаются в постоянных сумерках. «JWST дает нам возможность создавать гораздо более подробные карты горячих планет-гигантов, таких как WASP-18 b, чем когда-либо прежде. предсказанных моделей, таких как резкое падение температуры вдали от точки на планете, обращенной непосредственно к звезде, на самом деле видно в данных», — сказала Меган Мэнсфилд, научный сотрудник Саганского университета Аризоны и один из авторов исследования. бумагу с описанием результатов.
|
|
|
Команда нанесла на карту температурные градиенты на дневной стороне планеты. Учитывая, насколько прохладнее планета у терминатора, вероятно, есть что-то, что мешает ветрам эффективно перераспределять тепло на ночную сторону. Но что влияет на ветры, до сих пор остается загадкой. «Карта яркости WASP-18 b показывает отсутствие ветров с востока на запад, что лучше всего соответствует моделям с атмосферным сопротивлением. Одно из возможных объяснений заключается в том, что у этой планеты сильное магнитное поле, что было бы захватывающим открытием», — сказал он. - автор Райан Челленер из Мичиганского университета. Одна из интерпретаций карты затмения состоит в том, что магнитные эффекты заставляют ветры дуть от экватора планеты вверх над Северным полюсом и вниз над Южным полюсом, а не с востока на запад, как мы в противном случае ожидали бы. Исследователи зафиксировали изменения температуры на разных высотах слоев атмосферы газовой планеты-гиганта. Они видели, как температура повышалась с высотой, меняясь на сотни градусов.
|
|
|
|
Спектр атмосферы планеты ясно показывает множество небольших, но точно измеренных водных объектов, присутствующих, несмотря на экстремальные температуры почти в 2700 градусов по Цельсию. Оно настолько горячее, что разорвало бы на части большинство молекул воды, поэтому его присутствие говорит о необычайной чувствительности Уэбба к обнаружению остатков воды. Количества, зарегистрированные в атмосфере WASP-18 b, указывают на то, что водяной пар присутствует на разных высотах. «Было очень приятно впервые взглянуть на спектр JWST WASP-18 b и увидеть тонкую, но точно измеренную характеристику воды», — сказал Луи-Филипп Куломб, доктор философии. студент Университета Монреаля, член Института исследований экзопланет Тротье (iREx) и ведущий автор статьи WASP-18b. «Используя такого рода измерения, мы сможем обнаружить такие молекулы для широкого круга планет в ближайшие годы», — добавил Бьорн Беннеке, профессор UdeM, член iREx и соавтор этой статьи. Беннеке - доктор философии Кулона. советником и возглавляет всемирные усилия по изучению WASP-18 b с 2016 года.
|
|
|
|
Группа астрономов наблюдала за WASP-18 b в течение примерно шести часов с помощью одного из инструментов Уэбба, устройства формирования изображений в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевого спектрографа (NIRISS), предоставленного Канадским космическим агентством и несколькими партнерами, включая Университет Монреаля и iREx. «Поскольку особенности воды в этом спектре настолько тонкие, их было трудно идентифицировать в предыдущих наблюдениях. Это сделало действительно захватывающим, наконец, увидеть водные объекты с помощью этих наблюдений JWST», — сказал Анджали Пиетт, научный сотрудник Института науки Карнеги. и один из авторов нового исследования. Наблюдения WASP-18 b были собраны в рамках научной программы раннего выпуска сообщества транзитных экзопланет под руководством Натали Баталья, астронома из Калифорнийского университета в Санта-Круз, которая помогла координировать новое исследование и более ста исследователей в команда. Большая часть этой новаторской работы проделана молодыми учеными, такими как Куломб, Челленер, Пиетт и Мэнсфилд.
|
|
|
|
Близость как к своей звезде, так и к нам помогла сделать WASP-18 b такой интригующей целью для этих ученых, как и ее большая масса. WASP-18 b — один из самых массивных миров, атмосферу которого мы можем исследовать. Астрономы стремятся понять, как такие планеты формируются и оказываются там, где они находятся в своих системах. На это тоже есть ранние ответы Уэбба. «Анализируя спектр WASP-18 b, мы узнаем не только о различных молекулах, которые можно найти в его атмосфере, но и о том, как он образовался. Из наших наблюдений мы обнаружили, что состав WASP-18 b очень похож на состав его звезды, что означает, что она, скорее всего, образовалась из остаточного газа, который присутствовал сразу после рождения звезды», — сказал Кулон. «Эти результаты очень ценны для того, чтобы получить четкое представление о том, как возникают странные планеты, такие как WASP-18 b, которые не имеют аналогов в нашей Солнечной системе».
|
|
|
|
Источник
|
