Спостереження телескопа “Хаббл” допомогли вченим вивчити атмосфери гарячих юпітерів WASP-178b і KELT-20B. виявилося, на одній планеті йде кам’яний дощ, а на іншій — атмосфера нагрівається ультрафіолетовим світлом. Про два нові дослідження повідомляє НАСА.
Планета WASP-178b була відкрита у 2019 році на основі даних, зібраних раніше телескопом WASP-South. Вона знаходиться на відстані близько 1,3 тис.світлових років від Землі і в 0,056 а. о. від своєї зірки (майже в 18 разів менше, ніж відстань від нашої планети до Сонця). Температура поверхні WASP-178b приблизно становить 2 200°C.
WASP-178b завжди повернута до своєї зірки однією стороною, що викликає істотну різницю в температурах на сонячній і тіньовій півкулях планети. У дослідженні, опублікованому в журналі Nature, астрономи показують, що на денній стороні атмосфера WASP-178b безхмарна, але містить велику кількість монооксиду кремнію (SiO). Різниця в температурі атмосфери створює потужні повітряні потоки, які рухаються на тіньову частину планети зі швидкістю понад 3 тис. км/год.
На нічній стороні у верхніх шарах атмосфери планети SiO остигає, конденсується і обсипається на поверхню планети кам’яним дощем. При цьому, як відзначають дослідники, навіть на тіньовій стороні поверхню WASP-178b досить розігріта, щоб випарувати кам’яні породи, повернути монооксид кремнію в атмосферу і запустити своєрідний кругообіг.
Друге дослідження, присвячене гарячому Юпітеру, було опубліковано в Astrophysical Journal Letters. З використанням даних “Хаббла” астрономи вивчили гарячий Юпітер KELT-20B, розташований на відстані в 400 світлових років від Землі і в 0,054 а.о. від своєї зірки. Температура поверхні цієї планети становить майже 2 000°C.
У верхній частині атмосфери KELT-20B вчені виявили гарячий шар, схожий на земну стратосферу. Він формується, як вважають дослідники, під дією ультрафіолетового випромінювання зірки. На Землі озоновий шар поглинає УФ-випромінювання, що призводить до нагрівання атмосфери на висоті від 10 до 50 км над рівнем моря. На KELT – 20B схожу функцію виконують метали, які створюють дуже потужний інверсійний шар: атмосфера стає холоднішою при русі від поверхні вгору, проте на великій висоті відбувається різкий підйом температури.
- Вчені: Наявність життя на кількох планетах буде підтверджено в найближчі 10 років
- Проект NASA з розгадки таємниці марсіанських хмар
Це відкриття стало можливо завдяки виявленню “Хабблом” водяної пари при спостереженні KELT-20B в ближньому інфрачервоному діапазоні, а також завдяки відкриттю телескопом “Спітцер” існування на планеті чадного газу. Вчені відзначають що “сліди” цих газів в інфрачервоному діапазоні створюють унікальний образ, нехарактерний для інших гарячих юпітерів, які обертаються у більш холодних зірок.
“Спектр випромінювання KELT – 20B сильно відрізняється від спектрів інших гарячих юпітерів, — говорить Гуанвей Фу, співавтор дослідження. – Це переконливий доказ того, що планети не живуть ізольовано, а знаходяться під впливом своєї зірки-господаря».
Хоча гарячі юпітери непридатні для життя, такого роду дослідження, як вважають астрономи, допомагають краще зрозуміти атмосферу потенційно населених земних планет.
“Якщо ми не зможемо зрозуміти, що відбувається на надгарячих Юпітерах, про які у нас є надійні дані спостережень, у нас не буде шансу з’ясувати, що відбувається на екзопланетах земної групи, спектр випромінювання яких набагато слабкіший. Це перевірка наших методів, яка допомагає нам отримати загальне уявлення про процеси утворення хмар і структуру атмосфери”, – говорить Джошуа Лотрінгер, астроном з Університету долини Юта, співавтор обох досліджень
Гарячі юпітери – це клас екзопланет, маса яких порівнянна з масою Юпітера. Однак, на відміну від газового гіганта Сонячної системи, такі планети знаходяться дуже близько до своєї зірки, на відстані близько 0,05 а.а. це майже в 10 разів менше відстані між Сонцем і Меркурієм. Через близькість до зірки атмосфера планети може нагріватися до температури 1 500°C і навіть вище. Цього достатньо, щоб розплавити, а іноді навіть перетворити в пар, більшість металів.