"Вне научной фантастики": уникальный климат обнаружили первые трехмерные наблюдения за атмосферой экзопланеты

Астрономы заглянули в атмосферу планеты за пределами Солнечной системы, впервые составив карту ее 3D-структуры. Они обнаружили мощные ветры, переносящие химические элементы, такие как железо и титан, создавая сверхсложные погодные условия в атмосфере планеты.

Об открытии рассказывают в Европейской южной обсерватории (ESO), передают OstanniPodii.com.

"Атмосфера этой планеты ведет себя так, что бросает вызов нашему пониманию того, как работает погода -- не только на Земле, но и на всех планетах. Это что-то вне научной фантастики", - говорит Джулия Виктория Зайдель из ESO, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature.

Планета WASP-121b (также известная как Тайлос) находится на расстоянии около 900 световых лет от нас в созвездии Корма. Это сверхгорячий Юпитер, газовый гигант, который вращается вокруг своей звезды так близко, что год там длится всего около 30 земных часов. Более того, одна сторона планеты палящая, поскольку всегда повернута к звезде, тогда как другая -- гораздо прохладнее.

Сейчас команда прозондировала глубоко внутрь атмосферы Тайлоса и обнаружила разные ветры в отдельных слоях, сформировав карту трёхмерной структуры атмосферы. Это первый случай, когда астрономы смогли изучить атмосферу планеты за пределами нашей Солнечной системы так глубоко и подробно.

"То, что мы обнаружили, было удивительным: реактивный поток вращает вещество вокруг экватора планеты, в то время как отдельный поток на нижних уровнях атмосферы перемещает газ с горячей стороны на более холодную. Такой тип климата никогда ранее не наблюдался ни на одной планете", - говорит Зайдель. Наблюдаемый реактивный поток охватывает половину планеты, набирая скорость и бурно перемешивая атмосферу высоко в небе, когда он пересекает горячую сторону Тайлоса. "Даже самые сильные ураганы в Солнечной системе кажутся спокойными по сравнению с ним", - добавляет она.

Чтобы обнаружить трехмерную структуру атмосферы экзопланеты, команда использовала инструмент ESPRESSO на Очень большом телескопе (VLT), объединив свет его четырех больших телескопов в единый сигнал. Этот комбинированный режим VLT собирает в четыре раза больше света, чем отдельный телескоп, обнаруживая более слабые детали. Наблюдая за планетой в течение одного полного транзита перед ее материнской звездой, ESPRESSO смог обнаружить признаки множественных химических элементов, исследовав в результате различные слои атмосферы.

"VLT позволил нам исследовать три различных слоя атмосферы экзопланеты одним махом", - говорит соавтор исследования Леонардо А. дос Сантос из Научного института космических телескопов в Балтиморе. Команда отслеживала движения железа, натрия и водорода, что позволило им проследить ветры в глубоких, средних и приповерхностных слоях атмосферы планеты соответственно. "Такие наблюдения очень сложно проводить с помощью космических телескопов, что подчеркивает важность наземных наблюдений за экзопланетами", - добавляет он.

Интересно, что наблюдения также обнаружили наличие титана чуть ниже реактивного потока, как указано в сопутствующем исследовании, опубликованном в журнале Astronomy and Astrophysics. Это стало еще одной неожиданностью, поскольку предыдущие наблюдения планеты показали, что этот элемент отсутствует, возможно, потому, что он спрятан глубоко в атмосфере.

"Это действительно потрясающе, что мы можем изучать такие детали, как химический состав и погодные условия планеты на таком огромном расстоянии", - говорит Бибиана Принот из Лундского университета в Швеции, которая возглавляла сопутствующее исследование и является соавтором статьи в журнале Nature.

Однако, чтобы раскрыть атмосферу меньших планет, которые похожи на Землю, понадобятся большие телескопы. Включая Чрезвычайно большой телескоп (ELT) ESO, который сейчас строится в чилийской пустыне Атакама, и его инструмент ANDES. "ELT изменит правила игры в изучении атмосфер экзопланет", - говорит Принот. "Этот опыт дает мне ощущение, что мы стоим на пороге открытия невероятных вещей, о которых сейчас можем лишь мечтать".

.