Наблюдения телескопа «Хаббл» помогли ученым изучить атмосферы горячих юпитеров WASP-178b и KELT-20b. Оказалось, на одной планете идет каменный дождь, а на другой — атмосфера нагревается ультрафиолетовым светом. О двух новых исследованиях сообщает НАСА.
Планета WASP-178b была открыта в 2019 году на основе данных, собранных ранее телескопом WASP-South. Она находится на расстоянии около 1,3 тыс. световых лет от Земли и в 0,056 а.е. от своей звезды (почти в 18 раз меньше, чем расстояние от нашей планеты до Солнца). Температура поверхности WASP-178b примерно составляет 2 200°C.
WASP-178b всегда повернута к своей звезде одной стороной, что вызывает существенную разницу в температурах на солнечном и теневом полушариях планеты. В исследовании, опубликованном в журнале Nature, астрономы показывают, что на дневной стороне атмосфера WASP-178b безоблачна, но содержит большое количество монооксида кремния (SiO). Разница в температуре атмосферы создает мощные воздушные потоки, которые движутся на теневую часть планеты со скоростью свыше 3 тыс. км/ч.
На ночной стороне в верхних слоях атмосферы планеты SiO остывает, конденсируется и осыпается на поверхность планеты каменным дождем. При этом, как отмечают исследователи, даже на теневой стороне поверхность WASP-178b достаточно разогрета, чтобы испарить каменные породы, вернуть монооксид кремния в атмосферу и запустить своеобразный круговорот.
Второе исследование, посвящённое горячему юпитеру, было опубликовано в Astrophysical Journal Letters. С использованием данных «Хаббла» астрономы изучили горячий юпитер KELT-20b, расположенный на расстоянии в 400 световых лет от Земли и в 0,054 а.е. от своей звезды. Температура поверхности этой планеты составляет почти 2 000°C.
В верхней части атмосферы KELT-20b ученые обнаружили горячий слой, похожий на земную стратосферу. Он формируется, как полагают исследователи, под действием ультрафиолетового излучения звезды. На Земле озоновый слой поглощает УФ-излучение, что приводит к нагреву атмосферы на высоте от 10 до 50 км над уровнем моря. На KELT-20b похожую функцию выполняют металлы, которые создают очень мощный инверсионный слой: атмосфера становится холоднее при движении от поверхности вверх, однако на большой высоте происходит резкий подъем температуры.
Это открытие стало возможно благодаря обнаружению «Хабблом» водяного пара при наблюдении KELT-20b в ближнем инфракрасном диапазоне, а также благодаря открытию телескопом «Спитцер» существования на планете угарного газа. Ученые отмечают, что «следы» этих газов в инфракрасном диапазоне создают уникальный образ, нехарактерный для других горячих юпитеров, которые вращаются у более холодных звезд.
«Спектр излучения KELT-20b сильно отличается от спектров других горячих юпитеров, — говорит Гуанвей Фу, соавтор исследования. — Это убедительное доказательство того, что планеты не живут изолированно, а находятся под влиянием своей звезды-хозяина».
Хотя горячие юпитеры непригодны для жизни, такого рода исследования, как считают астрономы, помогают лучше понять атмосферу потенциально обитаемых земных планет.
Если мы не сможем понять, что происходит на сверхгорячих Юпитерах, о которых у нас есть надежные данные наблюдений, у нас не будет шанса выяснить, что происходит на экзопланетах земной группы, спектр излучения которых гораздо слабее. Это проверка наших методов, которая помогает нам получить общее представление о процессах образования облаков и структуре атмосферы.
Джошуа Лотрингер, астроном из Университета долины Юта, соавтор обоих исследований
Горячие юпитеры — это класс экзопланет, масса которых сопоставима с массой Юпитера. Однако, в отличие от газового гиганта Солнечной системы, такие планеты находятся очень близко к своей звезде, на расстоянии около 0,05 а.е. Это почти в 10 раз меньше расстояния между Солнцем и Меркурием. Из-за близости к звезде атмосфера планеты может нагреваться до температуры 1 500°C и даже выше. Этого достаточно, чтобы расплавить, а иногда даже превратить в пар, большинство металлов.
Читать далее:
Внутри Земли есть еще «планета»: как она спасла зарождающуюся жизнь
Найден самый приятный запах, который нравится всем людям
Стекло — это новый пластик: его можно перерабатывать бесконечно без потери свойств