Экстремальная экзопланета имеет сложную и экзотическую атмосферу

Детально проанализирована атмосфера одной из наиболее экстремальных известных планет. Результаты исследования этой горячей юпитероподобной планеты могут помочь астрономам понять сложность многих других экзопланет, включая землеподобные планеты.

Об этом рассказывают в Бернском университете, передают OstanniPodii.com.

Исследование проводилось под руководством университета Лунда в сотрудничестве с Бернским университетом, Женевским университетом и Национальным центром компетенции в области исследований (NCCR) PlanetS.

Атмосфера Земли не является однородной оболочкой, а состоит из отдельных слоев, каждый из которых имеет характерные свойства. Например, самый низкий слой, простирающийся от уровня моря до самых высоких горных вершин, — тропосфера — содержит большую часть водяного пара и, таким образом, является слоем, в котором происходит большинство погодных явлений. Слой над ним – стратосфера – содержит знаменитый озоновый слой, защищающий нас от вредного ультрафиолетового излучения Солнца.

В новом учении, опубликованном в Nature Astronomy, международная группа исследователей впервые показала, что атмосфера одной из самых экстремальных известных планет может иметь такие же разные слои, хотя и с разными характеристиками.

Экзотический коктейль для атмосферы

Речь идет об экзопланете WASP-189b, расположенной на расстоянии 322 световых лет от Земли. Обширные наблюдения с помощью космического телескопа CHEOPS в 2020 году показали, что планета находится в 20 раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, и имеет дневную температуру 3200 градусов Цельсия. Более поздние исследования с помощью спектрографа HARPS в обсерватории Ла Силла в Чили впервые позволили исследователям поближе взглянуть на атмосферу этой юпитероподобной планеты.

«Мы измерили свет, исходящий от звезды этой планеты и проходящий через ее атмосферу. Газы в ее атмосфере поглощают часть звездного света, подобно тому как озон поглощает часть солнечного света в атмосфере Земли, и таким образом оставляют свой характерный "отпечаток". С помощью HARPS нам удалось идентифицировать соответствующие вещества», - объясняет ведущий автор исследования докторант Лундского университета Бибиана Принот. По словам исследователей, среди газов, оставивших отпечатки в атмосфере WASP-189b, были железо, хром, ванадий, магний и марганец.

"Озоновый слой" на раскаленной планете?

Одним из особенно интересных веществ, которое нашла команда, является газ, содержащий титан: оксид титана. Хотя оксида титана очень мало на Земле, он может играть важную роль в атмосфере WASP-189b – подобную озону в атмосфере Земли.

«Оксид титана поглощает коротковолновое излучение, такое как ультрафиолетовое. Поэтому его обнаружение может указывать на слой в атмосфере WASP-189b, который взаимодействует со звездным облучением подобно тому, как это делает озоновый слой на Земле», – объясняет соавтор исследования Кевин Хенг, профессор астрофизики Бернского университета и член NCCR PlanetS.

Действительно, исследователи обнаружили намеки на такой слой и другие слои на сверхгорячей юпитероподобной планете.

«Во время нашего анализа мы увидели, что отпечатки разных газов были несколько изменены по сравнению с нашими ожиданиями. Мы считаем, что сильный ветер и другие процессы могут вызвать эти перемены. А поскольку отпечатки разных газов были изменены разными способами, мы думаем, что это указывает на их существование в разных слоях — подобно тому, как отпечатки водяных паров и озона на Земле выглядели бы по-разному измененными на расстоянии, поскольку они в основном встречаются в разных слоях атмосферы», — объясняет Принот. Эти результаты могут изменить подход астрономов к исследованию экзопланет.

Другой взгляд на экзопланеты

«В прошлом астрономы часто предполагали, что атмосферы экзопланет существуют в виде однородного слоя и пытались понять это именно таким образом. Но наши результаты показывают, что даже атмосферы интенсивно облученных газовых планет-гигантов имеют сложные трехмерные структуры», — отмечает соавтор исследования и старший преподаватель университета Лунда Йенс Хоэймакерс.

«Мы убеждены, что для полного понимания этих и других типов планет, в том числе более похожих на Землю, мы должны оценить трехмерную природу их атмосфер. Это требует инноваций в методике анализа данных, компьютерном моделировании и фундаментальной атмосферной теории», – подытожил Кевин Хенг.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.