"Поза науковою фантастикою": унікальний клімат виявили перші тривимірні спостереження за атмосферою екзопланети

Астрономи зазирнули в атмосферу планети за межами Сонячної системи, вперше склавши карту її 3D-структури. Вони виявили потужні вітри, що переносять хімічні елементи, такі як залізо й титан, створюючи надскладні погодні умови в атмосфері планети.

Про відкриття розповідають в Європейській південній обсерваторії (ESO), передають OstanniPodii.com.

"Атмосфера цієї планети поводиться так, що кидає виклик нашому розумінню того, як працює погода -- не тільки на Землі, але й на всіх планетах. Це щось поза науковою фантастикою", - каже Джулія Вікторія Зайдель з ESO, провідна авторка дослідження, опублікованого в журналі Nature.

Планета WASP-121b (також відома як Тайлос) знаходиться на відстані близько 900 світлових років від нас у сузір′ї Корма. Це надгарячий Юпітер, газовий гігант, який обертається навколо своєї зорі так близько, що рік там триває лише близько 30 земних годин. Щобільше, одна сторона планети палюча, оскільки завжди повернута до зорі, тоді як інша -- набагато прохолодніша.

Наразі команда прозондувала глибоко всередину атмосфери Тайлоса та виявила різні вітри в окремих шарах, сформувавши карту тривимірної структури атмосфери. Це перший випадок, коли астрономи змогли вивчити атмосферу планети за межами нашої Сонячної системи так глибоко й детально.

"Те, що ми виявили, було дивовижним: реактивний потік обертає речовину навколо екватора планети, в той час, як окремий потік на нижніх рівнях атмосфери переміщує газ з гарячої сторони на більш холодну. Такий тип клімату ніколи раніше не спостерігався на жодній планеті", - каже Зайдель. Спостережуваний реактивний потік охоплює половину планети, набираючи швидкість і бурхливо перемішуючи атмосферу високо в небі, коли він перетинає гарячу сторону Тайлоса. "Навіть найсильніші урагани в Сонячній системі здаються спокійними в порівнянні з ним", - додає вона.

Щоб виявити тривимірну структуру атмосфери екзопланети, команда використовувала інструмент ESPRESSO на Дуже великому телескопі (VLT), об′єднавши світло його чотирьох великих телескопів в єдиний сигнал. Цей комбінований режим VLT збирає в чотири рази більше світла, ніж окремий телескоп, виявляючи слабкіші деталі. Спостерігаючи за планетою протягом одного повного транзиту перед її материнською зорею, ESPRESSO зміг виявити ознаки множинних хімічних елементів, дослідивши в результаті різні шари атмосфери.

"VLT дозволив нам дослідити три різні шари атмосфери екзопланети одним махом", - говорить співавтор дослідження Леонардо А. дос Сантос з Наукового інституту космічних телескопів у Балтиморі. Команда відстежувала рухи заліза, натрію та водню, що дозволило їм простежити вітри в глибоких, середніх та приповерхневих шарах атмосфери планети відповідно. "Такі спостереження дуже складно проводити за допомогою космічних телескопів, що підкреслює важливість наземних спостережень за екзопланетами", - додає він.

Цікаво, що спостереження також виявили наявність титану трохи нижче реактивного потоку, як зазначено в супутньому дослідженні, опублікованому в журналі Astronomy and Astrophysics. Це стало ще однією несподіванкою, оскільки попередні спостереження планети показали, що цей елемент відсутній, можливо, тому, що він захований глибоко в атмосфері.

"Це справді приголомшливо, що ми можемо вивчати такі деталі, як хімічний склад і погодні умови планети на такій величезній відстані", - каже Бібіана Прінот з Лундського університету у Швеції, яка очолювала супутнє дослідження та є співавтором статті в журналі Nature.

Однак, щоб розкрити атмосферу менших планет, які схожі на Землю, знадобляться більші телескопи. Включно з Надзвичайно великим телескопом (ELT) ESO, який зараз будується в чилійській пустелі Атакама, і його інструментом ANDES. "ELT змінить правила гри у вивченні атмосфер екзопланет", - каже Прінот. "Цей досвід дає мені відчуття, що ми стоїмо на порозі відкриття неймовірних речей, про які зараз можемо лише мріяти".

.

• Екзопланети
• VLT