Облака из железа. Астрономы описали необычную атмосферу на горячей экзопланете
В ходе нового исследования атмосферы экзопланеты WASP-121 b, которая относится к классу «горячий Юпитер», ученые выяснили, что она содержит облака из металлов.
Астрономы полагают, что там также могут идти дожди из рубинов или сапфиров в жидком состоянии.
В 2015 году ученые обнаружили WASP-121 b, экзопланету газового гиганта в 880 световых годах от Земли. Такие инопланетные миры называют «горячий Юпитер», это класс газовых гигантов, которые имеют физическое сходство с Юпитером, но вращаются гораздо ближе к своим звездам (поэтому они «горячие»). С момента открытия исследователи продолжили изучение этого мира и его странной атмосферы.
В новом исследовании ученые с помощью космического телескопа Hubble впервые провели детальное измерение атмосферы на более прохладной ночной стороне планеты. И эта ночная атмосфера, кажется, обладает рядом странных и замечательных качеств, включая металлические облака и дождь, сделанный из того, что может быть жидкими драгоценными камнями.
«Очень интересно изучать такие планеты, как WASP-121 b, которые сильно отличаются от планет в нашей Солнечной системе, потому что они позволяют нам увидеть, как ведет себя атмосфера в экстремальных условиях», — рассказала соавтор работы Джоанна Барстоу, исследователь из Открытого университета в Великобритании.
Одна сторона планеты всегда обращена к его звезде. На этой дневной стороне WASP-121 b металлы и минералы испаряются. Согласно заявлению, верхние слои атмосферы на дневной стороне могут нагреваться до 3000 градусов по Цельсию. При такой температуре вода в атмосфере светится, а молекулы разрушаются.
Читайте также: Астрономы открыли новый вид экзопланет, на которых может быть жизнь. Огромное их количество находится буквально у нас под носом
Но команда обнаружила, что на ночной стороне планеты температура атмосферы существенно снижается. Эта разница в температуре заставляет сильные ветры дуть с запада на восток вокруг планеты, увлекая воду через атмосферу с дневной стороны на ночную. Когда молекулы воды распадаются на атомы водорода и кислорода под действием тепла на дневной стороне, низкие температуры на ночной стороне затем рекомбинируют атомы в водяной пар. Эта вода вытягивается обратно на дневную сторону ветрами и разрывается на части в непрерывном цикле.
Температура на ночной стороне никогда не бывает достаточно низкой для образования водяных облаков во время этого цикла, но это не значит, что облака не образуются вообще — там образуются металлические облака.
Предыдущие данные Hubble показали признаки наличия металлов, включая железо, магний, хром и ванадий, существующих в виде газов на дневной стороне планеты. Но в этом исследовании авторы обнаружили, что на ночной стороне планеты становится достаточно холодно, чтобы эти металлы конденсировались в облака.
И точно так же, как сильные ветры тянут водяной пар и атомы вокруг планеты, чтобы они распадались и воссоединялись, металлические облака будут уноситься ветром на дневную сторону планеты и испаряться, конденсироваться обратно на ночной стороне и так далее.
Но металлические облака — не единственное странное явление, которое исследователи заметили на этом горячем Юпитере. Они также нашли доказательства возможного дождя в виде жидких драгоценных камней.
Ученых удивило, что среди металлов, обнаруженных ими в атмосфере планеты, они не обнаружили ни алюминия, ни титана. Они считают, что это удивительное открытие можно объяснить тем, что металлы конденсируются и выпадают в нижние уровни атмосферы планеты за пределами этих наблюдений, говорится в заявлении.
Этот металлический пар, сконденсировавшийся в металлический дождь, привел бы к тому, что алюминий конденсировался вместе с кислородом, образуя корунд (температура плавления — 2050 градусов). Согласно заявлению, это металлическое соединение, которое при загрязнении другими металлами в атмосфере планеты, образует то, что мы знаем на Земле как рубины или сапфиры.
Читайте также: Астрономы открыли экзопланету, атмосфера которой напоминает земную — но есть нюанс
Объединив эту информацию о ночной стороне WASP-121 b с данными о дневной стороне экзопланеты, команда работает над тем, чтобы раскрыть новое понимание того, как работает атмосфера далекого мира в целом. Согласно заявлению, команда смогла наблюдать полный водный цикл планеты и, таким образом, стала первой, кто изучил полный водный цикл экзопланеты.
«Чтобы лучше понять эту планету, мы собираемся наблюдать за ней с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба в течение первого года его работы», — говорится в заявлении ведущего автора Томаса Микал-Эванса, исследователя из Института астрономии Макса Планка.
Ранее НВ писал, что недавно международная группа астрономов во главе с Джонатаном Бранде из Канзасского университета обнаружила водяной пар в атмосфере экзопланеты TOI-674 b.
Эта планета чуть больше Нептуна и вращается вокруг красного карлика на расстоянии около 150 световых лет от Земли, что, по меркам Вселенной — совсем рядом, рассказали астрономы.
Наличие воды на «Супер-Нептуне» говорит о том, что изначально он сформировался дальше от родительской звезды и каким-то образом приблизился к ней со временем.
До сих пор только у трех других экзопланет размером с Нептун были обнаружены аспекты их атмосфер, хотя появление таких аппаратов, как телескоп имени Джеймса Уэбба, обещает «золотой век» в изучении атмосфер экзопланет.
Читайте также:
- Слона не заметили. Астрономы случайно нашли в старых данных экзопланету в тысячах световых лет от Земли
- Глаз, как у орла. Морской офицер помог обнаружить гигантскую экзопланету
Подписаться на ежедневную email-рассылку материалов раздела Техно Рассылка о том как технологии изменяют мир подписаться Каждый понедельник