|
Новый метод обнаружения облаков на экзопланетах
|
|
|
|
Песчаные облака образуются каждое утро, но рассеиваются к вечеру на WASP-94A b, хорошо изученном газовом гиганте в созвездии, расположенном на расстоянии почти 700 световых лет от Земли. Используя данные космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), исследователи, опубликованные в журнале Science, одними из первых обнаружили циклы облаков на экзопланете Горячего Юпитера.
|
|
|
|
Изолируя облака, исследователи могут более точно измерить атмосферу планеты и получить одно из самых четких на сегодняшний день изображений состава планеты, что является значительным достижением в планетологии.
|
|
|
|
"Я наблюдаю за экзопланетами уже 20 лет, и общая облачность всегда была для нас занозой в заднице. Мы уже довольно давно знаем, что облака распространены на горячих планетах Юпитер, и это раздражает, потому что это все равно, что пытаться смотреть на планету через запотевшее окно", - сказал соавтор и руководитель программы Дэвид Синг, заслуженный профессор наук о Земле и планетах в Университете Джона Хопкинса.
|
|
|
|
"Мы не только смогли прояснить изображение, но и, наконец, смогли определить, из чего состоят облака и как они конденсируются и испаряются, перемещаясь по планете".
|
|
Как ученые исследовали планету
|
|
|
|
Для изучения WASP-94A b в созвездии Микроскопа Синг и его команда исследователей собрали данные, когда планета проходила непосредственно перед своей звездой.
|
|
|
|
|
|
|
Используя мощный космический телескоп JWST, исследователи смогли провести отдельные измерения передней кромки WASP-94A b, когда она начала проходить перед звездой, и задней кромки, когда планета завершила свой транзит.
|
|
|
|
На переднем крае воздух перетекает с ночной стороны планеты на дневную, что фактически превращает его в утро. На заднем крае воздух переходит из дневного в ночной, что делает его вечерним.
|
|
|
|
Наблюдения показали, что утром и вечером на WASP-94A b наблюдаются совершенно разные погодные условия: по утрам облака состоят из силиката магния, минерала, который часто встречается в горных породах, а вечером небо чистое.
|
|
Два возможных объяснения цикличности облаков
|
|
|
|
Исследователи полагают, что может произойти одно из двух событий. Мощные ветры могут поднимать облака высоко в небо на более прохладной стороне планеты, а затем опускаться на более жаркую дневную сторону, увлекая облака вглубь планеты и фактически скрывая их из виду до захода солнца.
|
|
|
|
В качестве альтернативы, это явление может быть сродни рассеиванию утреннего тумана на Земле, но в экстремальных масштабах. Облака будут образовываться в темноте на ночной стороне планеты. Когда они попадают в палящую жару, достигающую более 1000 градусов на дневной стороне, химические вещества, из которых состоят облака, выкипают, и облака просто испаряются.
|
|
|
|
"Это был огромный сюрприз. Люди ожидали каких—то отличий, например, утром прохладнее, чем вечером, - это то естественное, что мы ощущаем здесь, на Земле", - сказал Синг. "Но то, что мы увидели, было настоящей дихотомией между погодой на обеих сторонах планеты и огромными различиями в облачном покрытии, и это меняет всю нашу картину планеты".
|
|
Ясные вечера раскрывают истинную композицию
|
|
|
|
Поскольку по вечерам на планете не бывает облаков, исследователи могли специально посмотреть на заднюю кромку, чтобы увидеть, как выглядит атмосфера планеты, чего не смог обеспечить телескоп "Хаббл".
|
|
|
|
"С помощью телескопа Хаббл, когда мы проводили такого рода наблюдения, мы получали усредненный вид всей планеты, используя данные об облаках и атмосфере, собранные воедино и неразличимые", - сказал первый автор Сагник Мукерджи, аспирант Университета штата Аризона, который был студентом Университета Джона Хопкинса и других университетов. Калифорнийский университет Санта-Крус на момент проведения исследования.
|
|
|
|
"Такой подход с помощью JWST позволяет нам локализовать наши наблюдения, что помогает нам увидеть облачный цикл".
|
|
|
|
Когда исследователи посмотрели на ясное вечернее небо, они обнаружили, что WASP-94A b гораздо больше похожа на Юпитер, чем они думали.
|
|
|
|
Ранее, когда облака были усреднены, данные свидетельствовали о том, что планета состоит из кислорода и углерода в сотни раз больше, чем Юпитер — открытие, которое озадачило исследователей, поскольку оно не могло быть объяснено теорией формирования планет. Новые данные, однако, показывают, что в WASP-94A b кислорода и углерода всего в пять раз больше.
|
|
Расширение поиска на другие планеты
|
|
|
|
Горячие планеты Юпитер вращаются гораздо ближе к своим звездам — даже ближе, чем Меркурий к Солнцу, — и поэтому они намного горячее и подвергаются большему воздействию радиации. Из-за своих экстремальных условий эти планеты также являются хорошими лабораториями для изучения химии и физики динамики облаков.
|
|
|
|
Используя WASP-94 Ab в качестве эталона, команда изучила восемь других горячих газовых гигантов и обнаружила такой же характерный облачный цикл на двух других планетах: WASP-39 b и WASP-17 b.
|
|
|
|
Затем Синг и его команда будут использовать данные новой крупной программы JWST для изучения цикличности облаков на самых разных экзопланетах, включая эксцентричную планету-газовый гигант в обитаемой зоне.
|
|
|
|
Источник
|
