Астрономы обнаружили беспрецедентные облака на далекой экзопланете

Используя данные нескольких телескопов, ученые обнаружили облака на экзопланете газового гиганта примерно в 520 световых годах от Земли. Наблюдения были настолько подробными, что даже с величайшей точностью определяли высоту облаков и структуру верхних слоев атмосферы.

Новое открытие поможет нам лучше понять атмосферы экзопланет и искать миры, в которых могут быть условия, благоприятные для жизни, или биосигнатуры в их спектре. Мы также приближаемся к составлению прогнозов погоды для далеких инопланетных миров.

Речь идет о экзопланете WASP-127b, обнаруженной в 2016 году. Это горячее и, следовательно, пухлое тело, вращающееся так близко к своей звезде, что его год составляет всего 4,2 дня. Экзопланета имеет размер в 1,3 раза больше Юпитера, но всего в 0,16 раза больше массы Юпитера. Это означает, что его атмосфера несколько тонкая и разреженная - идеально подходит для анализа ее содержимого на основе света, который проходит через нее от звезды-хозяина экзопланеты.

Для этого группа исследователей под руководством астронома Ромена Алларта из Университета Монреаля в Канаде объединила инфракрасные данные космического телескопа Хаббл и оптические данные инструмента ESPRESSO на наземном очень большом телескопе, чтобы сравнить на разные высоты атмосферы WASP-127b.

“Во-первых, как было обнаружено ранее на планетах этого типа, мы обнаружили присутствие натрия, но на гораздо меньшей высоте, чем мы ожидали“, - сказал Алларт.

“Во-вторых, были сильные сигналы водяного пара в инфракрасном диапазоне, но совсем не было в видимом диапазоне длин волн. Это означает, что водяной пар на более низких уровнях экранируется облаками, которые непрозрачны в видимом диапазоне длин волн, но прозрачны в инфракрасном“.

Выяснить состав экзопланетных атмосфер - непростая задача. Это потому, что мы не можем увидеть большинство экзопланет напрямую; мы делаем вывод об их присутствии на основе воздействия, которое они оказывают на принимающие их звезды. Один из них - затемнение и повышение яркости - когда экзопланета проходит между нами и звездой, свет звезды тускнеет совсем немного.

Если он делает это достаточно раз и по регулярному графику, то это один из явных признаков орбитальной экзопланеты. И мы можем использовать эту информацию и другими способами. Когда звездный свет проходит через атмосферу экзопланеты, длины волн в спектре могут поглощаться различными элементами. Мы называем эти сигнатуры линиями поглощения и можем расшифровать их, чтобы увидеть, что находится в этой атмосфере.

Именно это и сделали Алларт и его команда, используя данные о поглощении с высоким разрешением, чтобы сузить высоту облаков до удивительно низкого облачного слоя с атмосферным давлением от 0,3 до 0,5 мбар.

“Мы еще не знаем состав облаков, за исключением того, что они не состоят из капель воды, как на Земле“, - сказал Алларт.

“Мы также озадачены тем, почему натрий обнаружен в неожиданном месте на этой планете. Будущие исследования помогут нам больше узнать не только о структуре атмосферы, но и о WASP-127b, который оказался очень интересным местом“.

Анализ команды также обнаружил некоторые странные вещи о том, как WASP-127b вращается вокруг своей звезды-хозяина. В Солнечной системе, где все в порядке, все планеты вращаются в направлении вращения Солнца в более или менее плоской плоскости вокруг солнечного экватора. Это из-за того, как образовалась Солнечная система из диска материала, вращающегося во вращающееся маленькое Солнце.

WASP-127b вращается не только в направлении, противоположном вращению своей звезды, но и под очень выраженным углом, почти вокруг полюсов звезды. Считается, что системе около 10 миллиардов лет, что означает, что в этом конкретном районе определенно происходит что-то странное.

“Такое выравнивание неожиданно для горячего Сатурна в старой звездной системе и может быть вызвано неизвестным спутником“, - сказал Алларт. “Все эти уникальные характеристики делают WASP-127b планетой, которая будет очень интенсивно изучена в будущем“.