Впервые получена подробная информация о темной стороне "горячего Юпитера"

Астрономы получили четкое представление о вечно темной стороне экзопланеты, "приливно заблокированной" к своей звезде. Их наблюдения в сочетании с измерением постоянной дневной стороны планеты дают первое детальное представление о глобальной атмосфере экзопланеты.
Об этом рассказывают в Массачусетском технологическом институте (MIT), передают OstanniPodii.com.
«Теперь мы выходим за пределы изолированных снимков конкретных регионов атмосфер экзопланет и изучаем их как трехмерные системы, которыми они и являются», – говорит Томас Микал-Эванс, возглавивший исследование в качестве постдокторанта в Институте астрофизики и космоса им. Кавли при MIT.
Планетой в центре нового исследования является WASP-121b – массивный газовый гигант, по размеру почти вдвое больше Юпитера. Планета является ультрагорячим Юпитером и была обнаружена в 2015 году на орбите звезды, расположенной примерно в 850 световых годах от Земли. WASP-121b имеет одну из кратчайших орбит, обнаруженных на сегодняшний день: она совершает один оборот вокруг своей звезды всего за 30 часов. Она также приливно заблокирована, так что ее "дневная" сторона, повернутая к звезде, постоянно поджаривается, а ее "ночная" сторона всегда повернута к космосу.
«Горячие Юпитеры известны тем, что имеют очень яркие дневные стороны, но ночная сторона – это совсем другое дело. Ночная сторона WASP-121b примерно в 10 раз тусклае, чем дневная», – говорит Тансу Дайлан, постдок в работе со Спутником наблюдений за транзитами экзопланет (TESS) от MIT и соавтор исследования.
Ранее астрономы уже обнаружили водяной пар и изучили, как с высотой изменяется температура атмосферы на дневной стороне планеты.
Новое учение дает гораздо более подробную картину. Исследователи смогли составить карту резких конфигураций температуры от дневной до ночной стороны и увидеть, как эти температуры изменяются с высотой. Они также отследили наличие воды в атмосфере, чтобы впервые показать, как вода циркулирует между дневной и ночной сторонами планеты.
В то время как на Земле вода в своем круговороте сначала испаряется, затем конденсируется в облака и наконец выпадает дождем, на WASP-121b циркуляция воды намного интенсивнее: на дневной стороне атомы, из которых состоит вода, разрываются при температуре свыше 3000 градусов Кельвина. Эти атомы переносятся на ночную сторону, где более низкие температуры позволяют атомам водорода и кислорода рекомбинироваться в молекулы воды, затем возвращаются на дневную сторону, где цикл начинается снова.
По подсчетам команды, круговорот воды на планете поддерживается ветрами, разносящими атомы по планете со скоростью до 5 километров в секунду.
Также оказалось, что не только вода циркулирует по планете. Астрономы установили, что ночная сторона достаточно холодная, чтобы на ней находились экзотические облака из железа и корунда – минерала, из которого состоят рубины и сапфиры. Эти облака, как и водяной пар, могут проникать на дневную сторону, где высокие температуры испаряют металлы в газообразную форму. По дороге может возникнуть экзотический дождь, например, редкие драгоценные камни из корундовых облаков.
«Благодаря этому наблюдению мы действительно получаем глобальное представление о метеорологии экзопланеты», — говорит Микал-Эванс.
День и ночь
Команда наблюдала за WASP-121b с помощью спектроскопической камеры на борту космического телескопа Хаббл. Этот прибор наблюдает за светом планеты и ее звезды и разбивает этот свет на составляющие длины волн, интенсивность которых дает астрономам подсказки о температуре и составе атмосферы.
Благодаря спектроскопическим исследованиям ученые изучили детали атмосферы на дневной стороне у многих экзопланет. Но сделать то же самое для ночной стороны намного сложнее, поскольку для этого нужно следить за незначительными изменениями по всему спектру планеты, когда она вращается вокруг своей звезды.
![]() | Гигантские одиночные планеты могут образовывать собственные планетные системы |
|
![]() | За 35 световых лет обнаружена потенциально пригодная для жизни планета |
|
![]() | Астрономы обнаружили планетную карусель |
Для нового исследования команда наблюдала WASP-121b в течение двух полных орбит — одну в 2018 году, а другую в 2019 году. Для обоих наблюдений исследователи просмотрели данные о свете на конкретную линию или спектральную особенность, указывающую на наличие водяного пара.
«Мы увидели эту водную особенность и запечатлели, как она менялась на участках орбиты планеты», – говорит Микал-Эванс. «Здесь закодирована информация о том, как температура атмосферы планеты зависит от высоты».
Изменчивые характеристики воды помогли команде составить карту температурного профиля как дневной, так и ночной стороны. Они обнаружили, что температура дневной стороны варьируется от 2500 Кельвинов в самом глубоком наблюдаемом слое до 3500 Кельвинов в верхних слоях. На ночной стороне варьируется от 1800 Кельвинов в самом глубоком слое до 1500 Кельвинов в верхних слоях атмосферы. Интересно, что температурные профили менялись местами, вырастая с высотой на дневной стороне – "тепловая инверсия" по метеорологической терминологии – и снижаясь с высотой на ночной стороне.
Потом исследователи пропустили температурные карты через разные модели, чтобы определить химические вещества, вероятно существующие в атмосфере планеты, учитывая конкретные высоты и температуры. Это моделирование выявило возможность существования на ночной стороне облаков из металлов, таких как железо, корунд и титан.
По результатам температурного картирования команда также заметила, что горячая область планеты смещена к востоку от "подзвёздной" области непосредственно под звездой. Они пришли к выводу, что это смещение связано с сильными ветрами.
"Газ нагревается в подзвёздной точке, но прежде чем он успеет излучиться в космос, его отбрасывает на восток", - объясняет Микал-Эванс.
Учитывая величину смещения команда подсчитала, что скорость ветра составляет около 5 километров в секунду.
«Эти ветры намного быстрее наших струйных течений и, вероятно, могут переместить облака по всей планете примерно за 20 часов», – говорит Дейлан, руководивший предыдущими работами с планетоц с помощью миссии TESS, управляемой MIT.
Астрономы зарезервировали время на космическом телескопе Джеймса Уэбба, чтобы понаблюдать за WASP-121b позже в этом году, и надеются отразить изменения не только водяного пара, но и угарного газа, который, как предполагают ученые, должен находиться в атмосфере.
«Это был бы первый случай, когда мы могли бы измерить содержащую углерод молекулу в атмосфере этой планеты», — говорит Микал-Эванс. «Количество углерода и кислорода в атмосфере подсказывает о том, где формируются такие планеты».
Исследование было опубликовано в Nature Astronomy. Среди соавторов исследования – сотрудники MIT, Университета Джона Хопкинса, Калифорнийского технологического института и других учреждений.
! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.
Последние новости
![]() | 09:56, 19 августа 2025 г. 19-24 августа в Киеве проходят районные продуктовые ярмарки | |
![]() | 08:51, 17 августа 2025 г. ISW: захват остальной части Донецкой области не будет для росс... | |
![]() | 20:33, 17 августа 2025 г. ГУР: в результате поражения колонны на Курщине тяжелые ранения... | |
![]() | 06:17, 19 августа 2025 г. ISW: российские войска все еще пытаются развить прорыв у Добро... | |
![]() | 07:15, 20 августа 2025 г. ISW: заявление лаврова об отсутствии цели захватить территории... | |
![]() | 06:56, 6 августа 2025 г. Гигантские одиночные планеты могут образовывать собственные пл... | |
![]() | 07:12, 29 июля 2025 г. За 35 световых лет обнаружена потенциально пригодная для жизни... | |
![]() | 07:00, 5 июля 2025 г. Астрономы обнаружили планетную карусель | |
![]() | 07:26, 26 июня 2025 г. «Уэбб» обнаружил экзопланету малой массы возле недалекой звезды | |
![]() | 19:33, 23 мая 2025 г. Предварительно обнаружена планета с самой необычной орбитой | |