Железные ветры на сверхгорячей экзопланете WASP-76 b
Ученые из Женевского университета (UNIGE) и центра исследования PlanetS, выявили наличие железных ветров в атмосфере сверхгорячего Юпитера WASP-76 b. Эта планета с ее экстремальными условиями — температурой более 2000 градусов по Цельсию — является главной целью для исследователей, которые в течение нескольких лет анализируют физические механизмы, работающие в ее атмосфере.
Например, в апреле прошлого года там было обнаружено присутствие «радуги». Открытие железных ветров, проносящихся по дневной стороне планеты, предлагает новое понимание сложной климатической динамики этого далекого мира.
Сверхгорячая экзопланета WASP-76 b стала предметом многочисленных исследований с момента ее открытия в 2013 году, которые выявили многочисленные экстремальные атмосферные явления. Предыдущие исследования международных групп, включая группы из UNIGE, указали на железный дождь на ее ночной стороне, присутствие бария в верхних слоях атмосферы и существование «радуги» на границе между дневной и ночной сторонами.
«Работа над WASP-76 b показывает нам, насколько экстремальными могут быть атмосферные условия на сверхгорячих Юпитерах», — объясняет Дэвид Эренрайх, доцент кафедры астрономии факультета естественных наук UNIGE, член NCCR PlanetS и соавтор исследования. «Глубокий анализ этого типа планет дает нам ценную информацию для лучшего понимания планетарного климата в целом».
Поток атомов железа
Для этого нового исследования группа астрономов сосредоточилась на дневной стороне WASP-76 b, температура которой составляет 2400 градусов по Цельсию, наблюдая ее с высоким спектральным разрешением в видимом свете. Главным результатом стало обнаружение потока атомов железа, движущегося из нижних в верхние слои атмосферы планеты.
«Это первый случай, когда столь подробные оптические наблюдения были проведены на дневной стороне этой экзопланеты, предоставив ключевые данные о ее атмосферной структуре», — объясняет Ана Рита Силва, первый автор исследования. «Наши наблюдения указывают на присутствие мощных железных ветров, вероятно, подпитываемых горячей зоной в атмосфере».
Этот прорыв стал возможен благодаря использованию спектрографа ESPRESSO, известного своей точностью и стабильностью. Инструмент, созданный в основном UNIGE и установленный на Очень Большом Телескопе (VLT) ESO в Чили, использовался для получения спектров планеты с высоким разрешением.
Анализируя этот свет, команда ученых смогла идентифицировать химические сигнатуры железа, движущегося в атмосфере планеты. Эта техника, известная как эмиссионная спектроскопия высокого разрешения, особенно эффективна для изучения атмосфер экзопланет.
«Способность ESPRESSO проводить такие точные измерения имеет решающее значение», — говорит Кристоф Ловис, доцент кафедры астрономии факультета естественных наук UNIGE, член NCCR PlanetS и соавтор исследования. «Такой уровень точности позволяет нам исследовать динамические процессы в атмосферах экзопланет, таких как WASP-76 b, с беспрецедентным уровнем детализации».
Окно в экзопланетный климат
Последовательные открытия, сделанные на WASP-76 b, прокладывают путь к лучшему пониманию экзопланетного климата, особенно в случае газовых гигантов, подвергающихся экстремальному облучению от своей звезды-хозяина.
Детальное картирование атмосферных ветров и их химического состава помогает астрономам разработать полную модель эволюции этих далеких миров. Обнаружив железные ветры на WASP-76 b, астрономы предоставляют важную новую информацию для построения трехмерных моделей климата этой экзопланеты, которые однажды могут помочь им предсказать аналогичные явления на других далеких планетах.
Результаты были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics (DOI: 10.1051/0004-6361/202449935).