Астрономы на Очень большом телескопе (VLT) ESO наблюдали планету, на которой, как предполагают исследователи, идут дожди из железа. Результаты опубликованы в журнале Nature. Планета WASP-76b, о которой идет речь, находится на расстоянии около 640 световых лет от нас в созвездии Рыб. На дневной стороне этой сверхгорячей гигантской экзопланеты температура превышает 2400 градусов Цельсия. Этого достаточно для испарения металлов. Сильный ветер переносит пары железа на более холодную ночную сторону, где они конденсируются в железные капли.
"Можно сказать, что на этой планете дождливые вечера, вот только дождь там железный", — приводятся в пресс-релизе Европейской Южной Обсерватории (ESO) слова руководителя исследования необычной экзопланеты, профессора Женевского университета в Швейцарии Давида Эренрайха (David Ehrenreich). Столь странное явление происходит потому, что "планета железных дождей" постоянно обращена к своей материнской звезде одной "дневной" стороной, а другая, "ночная" ее сторона погружена в вечный мрак. Подобно Луне, которая таким же образом связана с Землей, планета WASP-76b находится в состоянии приливного захвата своей звездой.
На дневную сторону планеты обрушивается в тысячи раз больше излучения от ее материнской звезды, чем Земля получает от Солнца. Там так жарко, что молекулы распадаются на атомы, а металлы вроде железа испаряются. Экстремальная разница температур между дневной и ночной сторонами планеты приводит к тому, что в металлической атмосфере дуют сильнейшие ветры, которые переносят железные пары с горячей дневной на более холодную ночную сторону — на ней температура опускается до 1500 градусов Цельсия. Этого достаточно, чтобы пары металла конденсировались и выпадали в виде дождя.
Новое исследование показывает, что на дневной и ночной стороне WASP-76b не только принципиально разная температура, но и совершенно разная химия. При помощи нового приемника ESPRESSO на телескопе ESO VLT в чилийской высокогорной пустыне Атакама астрономы впервые зарегистрировали на сверхгорячем газовом гиганте химические изменения: сильные линии железных паров на терминаторе — границе, которая разделяет дневную и ночную стороны планеты. К своему удивлению, ученые не увидели железных паров в "утренней" зоне планеты. Причина этого, по их мнению, в том, что на ночной стороне экзопланеты идут железные дожди.
"Наблюдения показывают, что обилие железного пара в атмосфере WASP-76b велико на горячей дневной стороне планеты, — добавляет один из авторов статьи Мария Роса Сапатеро Осорио (Maria Rosa Zapatero Osorio), астрофизик из Центра астробиологии в Мадриде (Испания), глава группы ученых — разработчиков приемника ESPRESSO. — Часть железа переносится на ночную сторону благодаря осевому вращению планеты и атмосферным ветрам. Там железо попадает в значительно более холодную среду, конденсируется и выпадает в форме дождя".
Этот результат был получен в ходе самых первых научных наблюдений с приемником ESPRESSO в сентябре 2018 года, выполненных научным консорциумом специалистов из Португалии, Италии, Швейцарии и Испании.
Специализированный эшелле-спектрограф для наблюдений экзопланет ESPRESSO — Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations — первоначально был спроектирован для поиска землеподобных планет вокруг звезд типа Солнца. Однако оказалось, что приемник может решать и другие наблюдательные задачи.
"Мы скоро поняли, что огромная светособирающая мощь VLT и исключительная стабильность ESPRESSO делают этот приемник идеально приспособленным для изучения атмосфер экзопланет, — говорит еще один автор исследования Педро Фигейра (Pedro Figueira), ученый, работающий в чилийском отделении ESO и ответственного за эксплуатацию ESPRESSO. "Теперь мы получили совершенно новый метод отслеживания климатических условий на крайне необычных экзопланетах", — заключает Эренрайх.
