Хмари із заліза. Астрономи описали незвичайну атмосферу на гарячій екзопланеті

22 лютого 2022, 13:11

У ході нового дослідження атмосфери екзопланети WASP-121 b, яка належить до класу «Гарячий Юпітер», вчені з’ясували, що вона містить хмари з металів.

Астрономи вважають, що там також можуть йти дощі з рубінів чи сапфірів у рідкому стані.

У 2015 році вчені виявили WASP-121 b, екзопланету газового гіганта за 880 світлових років від Землі. Такі інопланетні світи називають «гарячий Юпітер», це клас газових гігантів, які мають фізичну подібність до Юпітера, але обертаються набагато ближче до своїх зірок (тому вони «гарячі»). З моменту відкриття дослідники продовжили вивчення цього світу та його дивної атмосфери.

Відео дня

У новому дослідженні вчені за допомогою космічного телескопа Hubble вперше провели детальний вимір атмосфери на більш прохолодній нічній стороні планети. І ця нічна атмосфера, здається, має ряд дивних і чудових якостей, включаючи металеві хмари та дощ, зроблений з того, що може бути рідким дорогоцінним камінням.

«Дуже цікаво вивчати такі планети, як WASP-121 b, які сильно відрізняються від планет у нашій Сонячній системі, тому що вони дозволяють нам побачити, як поводиться атмосфера в екстремальних умовах», — розповіла співавторка роботи Джоанна Барстоу, дослідниця з Відкритого університету у Великобританії.

Одна сторона планети завжди звернена до її зірки. На цій денній стороні WASP-121 b метали та мінерали випаровуються. Згідно із заявою, верхні шари атмосфери на денній стороні можуть нагріватися до 3000 градусів за Цельсієм. За такої температури вода в атмосфері світиться, а молекули руйнуються.

Але команда виявила, що на нічному боці планети температура атмосфери суттєво знижується. Ця різниця в температурі змушує сильні вітри дмухати із заходу на схід навколо планети, захоплюючи воду через атмосферу з денного боку на нічну. Коли молекули води розпадаються на атоми водню та кисню під дією тепла на денній стороні, низькі температури на нічній стороні потім рекомбінують атоми у водяну пару. Ця вода витягується назад на денний бік вітрами і розривається на частини у безперервному циклі.

Температура на нічному боці ніколи не буває досить низькою для утворення водяних хмар під час цього циклу, але це не означає, що хмари не утворюються взагалі - там утворюються металеві хмари.

Попередні дані Hubble показали ознаки наявності металів, включаючи залізо, магній, хром та ванадій, що існують у вигляді газів на денній стороні планети. Але в цьому дослідженні автори виявили, що на нічному боці планети стає досить холодно, щоб ці метали конденсувалися в хмари.

І так само, як сильні вітри тягнуть водяну пару і атоми навколо планети, щоб вони розпадалися і з'єднувалися, металеві хмари будуть нести вітром на денний бік планети і випаровуватися, конденсуватися назад на нічному боці і так далі.

Але металеві хмари — не єдине дивне явище, яке дослідники помітили на гарячому Юпітері. Вони також знайшли докази можливого дощу у вигляді рідкого дорогоцінного каміння.

Вчених здивувало, що серед металів, які вони виявили в атмосфері планети, вони не виявили ні алюмінію, ні титану. Вони вважають, що це дивовижне відкриття можна пояснити тим, що метали конденсуються та випадають у нижні рівні атмосфери планети за межами цих спостережень, йдеться у заяві.

poster
Дайджест головних новин
Безкоштовна email-розсилка лише відбірних матеріалів від редакторів NV
Розсилка відправляється з понеділка по п'ятницю

Ця металева пара, що сконденсувалася в металевий дощ, призвела б до того, що алюміній конденсувався разом з киснем, утворюючи корунд (що плавиться за температури 2050 градусів). Згідно з заявою, це металеве з'єднання, яке при забрудненні іншими металами в атмосфері планети утворює те, що ми знаємо на Землі як рубіни або сапфіри.

Об'єднавши цю інформацію про нічний бік WASP-121 b з даними про денний бік екзопланети, команда працює над тим, щоб розкрити нове розуміння того, як працює атмосфера далекого світу в цілому. Згідно з заявою, команда змогла спостерігати повний водний цикл планети і таким чином стала першою, хто вивчив повний водний цикл екзопланети.

«Щоб краще зрозуміти цю планету, ми збираємося спостерігати за нею за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба протягом першого року його роботи», — йдеться у заяві провідного автора Томаса Мікал-Еванса, дослідника з Інституту астрономії Макса Планка.

Раніше НВ писав, що нещодавно міжнародна група астрономів на чолі з Джонатаном Бранде з Канзаського університету виявила водяну пару в атмосфері екзопланети TOI-674b.

Ця планета трохи більше за Нептун і обертається навколо червоного карлика на відстані близько 150 світлових років від Землі, що, за мірками Всесвіту, — зовсім поруч, розповіли астрономи.

Наявність води на «Супер-Нептуні» говорить про те, що спочатку він сформувався далі від батьківської зірки і якимось чином наблизився до неї з часом.

Досі лише у трьох інших екзопланет розміром з Нептун були виявлені аспекти їх атмосфер, хоча поява таких апаратів, як телескоп імені Джеймса Вебба, обіцяє «золоте століття» у вивченні атмосфер екзопланет.

Показати ще новини
Радіо NV
X