«Зефирная» экзопланета WASP-17b: астрономы раскрыли тайны атмосферы раскалённого мира

Используя данные космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), астрономы раскрыли некоторые атмосферные тайны причудливого, обжигающе горячего мира, который по консистенции напоминает зефир.

Экзопланета, или внесолнечная планета, находящаяся под пристальным инфракрасным оком JWST, — это WASP-17b, расположенная примерно в 1300 световых годах от нас. Масса экзопланеты составляет около 0,8 массы Юпитера, но она примерно вдвое шире самой большой планеты Солнечной системы, что придаёт ей «сверхрыхлую» консистенцию, сравнимую с земным лакомством. WASP-17b находится так близко к своей родительской звезде, что совершает оборот менее чем за четыре земных дня, и эта близость также заставляет температуру этого «горячего Юпитера» взлетать до небес.

Учитывая экстремальные условия этой экзопланеты, неудивительно, что её атмосфера тоже довольно необычна. Используя новую технику под названием «транзитные струны» (transmission strings), команда учёных нанесла на карту контуры атмосферы WASP-17b. Они обнаружили, что атмосфера имеет форму кольца с выступающими из него «драгоценными камнями».

«Планеты капризны, их атмосферы сложны и хаотичны, — сказала в заявлении член команды Ханна Уэйкфорд из Бристольского университета. — Тот факт, что все эти цифры сошлись и показали нам эту очень структурированную, динамичную картину этого гигантского мира более чем в 1000 световых лет от нас, был просто действительно захватывающим».

Астрономы так любят WASP-17b, что «надели на неё кольцо»

WASP-17b находится так близко к своей родительской звезде, что находится в приливном захвате, то есть одна её сторона постоянно обращена к звезде; её дневная сторона постоянно подвергается бомбардировке звёздным излучением. Напротив, у планеты также есть более прохладная ночная сторона, которая вечно обращена в космос.

Создав невероятно подробные трёхмерные изображения атмосферы этой экзопланеты, исследователи обнаружили, что химический состав и температура атмосферы WASP-17b меняются между дневной и ночной сторонами в соответствии с теорией и моделированием.

Это стало возможным потому, что техника «транзитных струн» отслеживала WASP-17b, когда она пересекала или проходила транзитом перед своей звездой, фиксируя состав света вокруг края атмосферы планеты, или лимба, под разными углами. Этот метод превосходит стандартные подходы, потому что традиционное моделирование отображает свет только как среднее значение по всему лимбу.

«Вместо того чтобы предполагать, что ваша атмосфера — это круг с одинаковым радиусом по всей окружности, наша техника позволяет вам выделить различные расстояния от центра до края планеты, — сказала Лили Олдерсон из Корнеллского университета. — Мы можем пройти по краю.

Так что мы перешли от кольца к пониманию того, где на кольце находятся драгоценные камни, так сказать».

Моделирование показало именно такой «камень», который возникает там, где горячие ветры с планеты достигают экватора, а атмосфера ночной стороны WASP-17b, более прохладной стороны, раздувается.

«Теория предсказывает, что у утренней и вечерней сторон должна быть сильная разница температур, и WASP-17b очень хорошо вписывается в эту тенденцию — практически точно так, как мы и думали», — сказала Олдерсон.

Успешное применение метода «транзитных струн» — захватывающий шаг вперёд в моделировании атмосфер более чем 6000 миров в каталоге экзопланет NASA.

«Это доказательство концепции того, что планеты на самом деле являются трёхмерными объектами и что последовательно, по мере их обращения вокруг своей звезды, происходит то, что мы предсказываем, — заключила Олдерсон. — Выйти за пределы вычислительных упражнений и увидеть это в реальности — совсем другое дело».

Исследование команды было опубликовано в среду (14 октября) в журнале Nature Astronomy.

Источники: Nature Astronomy (14 октября), NASA, Space.com, Бристольский университет, Корнеллский университет.