Эта очень пухлая планета «попкорна» — космическая странность, которая стала еще страннее

Существуют миры, гораздо более странные, чем те, которые мы могли себе представить, и настоящий чудак, которого мы в недоумении изучали в течение многих лет, стал еще более странным.

Его зовут WASP-107b, экзопланета, вращающаяся вокруг звезды, находящейся всего в 200 световых годах от нас, и привлекла внимание человечества своим необычным составом. WASP-107b составляет 96 процентов радиуса Юпитера – и менее чем в десятую часть плотности и без того не очень плотного газового гиганта Солнечной системы.

Теперь новый анализ показал, что этот экстра- пухлая планета «попкорн» имеет асимметричную атмосферу со значительными различиями между восточным краем и западным. И метод, использованный для обнаружения того, что асимметрия может помочь обнаружить еще больше шатких экзопланет в будущем.

«Это первый случай, когда когда-либо наблюдалась асимметрия восток-запад какой-либо экзопланеты, когда она проходит через свою звезду от космоса», — говорит астроном Мэтью Мерфи из Университета Аризоны.

Экзопланеты, то есть планеты за пределами нашей Солнечной системы, довольно сложно изучать детально.

Они очень далеко, очень тускло и обычно наблюдается в непосредственной близости от звезды, ослепительный свет которой может скрыть информацию. Но если система ориентирована таким образом, что вращающаяся по орбите экзопланета проходит между нами, зрителями и ее звездой, то свет звезды становится инструментом, с помощью которого мы можем исследовать атмосферу экзопланеты.

Когда экзопланета проходит перед звездой – событие, известное как транзит – часть света звезды проходит через атмосферу экзопланеты. Некоторые длины волн могут поглощаться и переизлучаться атомами и молекулами в его атмосфере, в результате чего в спектре света, собираемом нашими приборами, появляются более светлые и темные линии.

Эти данные, как вы можете себе представить, довольно точны. слабый. Лишь мизерная доля процента всего света, излучаемого звездой, проходит через атмосферу транзитной экзопланеты и изменяется ею. Тем не менее, благодаря этому методу мы теперь знаем некоторые элементы атмосферы многих экзопланет.

WASP-107b была открыта в 2017 году, и мы кое-что о ней знаем. Его размер и плотность позволяют предположить, что он похож на сладкую вату. Он также очень близок к своей звезде, оранжевому карлику, с периодом обращения около 5,7 дней. Это делает ее очень горячей, около 500 градусов по Цельсию (930 по Фаренгейту).

Это также означает, что она заблокирована приливно-отливно: одна сторона экзопланеты постоянно обращена к звезде в постоянный день; другой находится в постоянной ночи. Это может означать, что ее терминаторы рассвета и заката – линия, отделяющая ночь от дня – имеют разный состав.

Мы уже кое-что знаем о том, что находится в атмосфере экзопланеты. Предыдущие исследования с использованием JWST выявили диоксид серы, водяной пар, углекислый газ, угарный газ и облака песка.

Мерфи и его коллеги хотели пойти еще дальше. Используя новые методы анализа и данные JWST, они смогли различить различия в составе атмосферы между восточным и западным полушариями экзопланеты.

Мы уже видели асимметрию в атмосферах экзопланет. Считается, что на сверхгорячих экзопланетах это происходит потому, что атмосфера вращается вокруг земного шара; когда он достигает терминатора рассвета, он нагревается; когда он достигает терминатора сумерек, он остывает, конденсируется и, возможно, даже идет дождь.

Эти открытия были сделаны с использованием разных методов. Это новое открытие является прорывом. Исследователям удалось обнаружить не только разницу в температуре на двух сторонах экзопланеты (утро прохладнее, чем вечер), но и небольшую разницу в непрозрачности облаков.

Это потрясающе, потому что модели предполагают, что WASP-107b не должен иметь такой асимметрии. Но потребуются дополнительные наблюдения и анализ, чтобы разобраться в более тонких деталях, например, как эта асимметрия проявляется в химическом составе экзопланеты.

Между тем, существует целая галактика, и другие экзопланеты выставляют напоказ свои атмосферы. , ожидая своей очереди в центре внимания. Новые методы, которые использовала команда, также могут рассказать нам больше о них.

«Это действительно первый раз, когда мы наблюдаем эти типы асимметрии непосредственно в форме трансмиссионной спектроскопии из космоса, которая Это основной способ понять, из чего состоят атмосферы экзопланет», — объясняет астроном Томас Битти из Университета Висконсин-Мэдисон.

«Это действительно потрясающе».

Исследование было продолжительным. опубликовано в журнале Nature Astronomy.