Астрономы обнаружили асимметрию в атмосфере экзопланеты WASP-107b
Обнаруженная в 2017 году, WASP-107b находится на расстоянии 212 световых лет от нас в созвездии Девы.
Международная группа исследователей, используя космический телескоп Джеймс Уэбб, наблюдала за атмосферой горячей экзопланеты.
Экзопланета, которая по размеру немного меньше Юпитера, но масса которой составляет всего десятую часть массы Юпитера, имеет асимметрию в своей атмосфере, что означает, что существует значительная разница между двумя краями ее атмосферы.
Асимметрия восток-запад относится к различиям в характеристиках атмосферы, таких как температура или свойства облаков, наблюдаемых между восточным и западным полушариями планеты. Определение того, существует ли эта асимметрия или нет, имеет решающее значение для понимания климата, атмосферной динамики и погодных условий экзопланет — планет, которые существуют за пределами нашей Солнечной системы.
Экзопланета WASP-107b приливно привязана к своей звезде. Это означает, что она всегда показывает одну и ту же сторону к звезде, вокруг которой она вращается. Одно полушарие экзопланеты постоянно обращено к звезде, вокруг которой она вращается, в то время как другое полушарие всегда обращено в сторону от звезды, что приводит к постоянной дневной и постоянной ночной стороне экзопланеты.
Астрономы использовали метод просвечивающей спектроскопии с космическим телескопом Джеймс Уэбб. Это основной инструмент, который астрономы используют, чтобы получить представление о том, из чего состоят атмосферы других планет. Телескоп сделал серию снимков, когда планета проходила перед своей звездой-хозяином (транзит), предоставив информацию об атмосфере планеты.
Используя преимущества новых методов и беспрецедентную точность Джеймса Уэбба, исследователи смогли отделить сигналы с восточной и западной сторон атмосферы и получить более целенаправленный взгляд на конкретные процессы, происходящие в атмосфере экзопланеты.
«Эти снимки многое говорят нам о газах в атмосфере экзопланеты, облаках, структуре атмосферы, химическом составе и о том, как все меняется при получении разного количества солнечного света», — говорит Мэтью Мерфи, один из авторов исследования.
Экзопланета WASP-107b уникальна тем, что она имеет очень низкую плотность и относительно низкую гравитацию, в результате чего атмосфера более раздута, чем у других экзопланет ее массы.
«У нас нет ничего подобного в нашей Солнечной системе. Она уникальна даже среди популяции экзопланет».
Температура WASP-107b составляет примерно 476 градусов по Цельсию (так называемый «Теплый Нептун») — это промежуточная температура между планетами Солнечной системы и самыми горячими из известных экзопланет.
«Традиционно, наши методы наблюдения не так хорошо работают для этих промежуточных планет, поэтому было много захватывающих открытых вопросов, на которые мы, наконец, можем начать отвечать», — сказал Мэтью Мерфи. «Например, некоторые из наших моделей говорят нам, что планета, подобная WASP-107b, вообще не должна иметь этой асимметрии, поэтому мы уже узнаем что-то новое».
Исследователи изучают экзопланеты в течение почти двух десятилетий, и многие наблюдения как с Земли, так и из космоса помогли астрономам догадаться, как будет выглядеть атмосфера экзопланет, говорит Томас Битти, соавтор исследования.
«Но это действительно первый раз, когда мы наблюдаем эти типы асимметрии непосредственно в форме спектроскопии пропускания из космоса, которая является основным способом, с помощью которого мы понимаем, из чего состоят атмосферы экзопланет — это на самом деле удивительно».
Сейчас астрономы работают над собранными данными наблюдений и планируют гораздо более подробно изучить, что происходит с экзопланетой, включая дополнительные наблюдения, чтобы понять, что движет этой асимметрией.
Впервые ученые могут получить более локализованное представление о том, что происходит в атмосфере экзопланеты.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.