Утром — облака из камня, вечером — ясное небо: телескоп Уэбба проследил смену погоды на чужой планете
NewsMakerГотовы услышать самый странный климатический прогноз в вашей жизни?
На далёкой планете WASP-94A b утро начинается с облаков из каменного вещества, а к вечеру небо почти очищается. Астрономы увидели этот суточный цикл с помощью телескопа Джеймса Уэбба и впервые настолько подробно проследили , как облачность меняется на горячем юпитере за время движения атмосферы вокруг планеты.
WASP-94A b находится почти в 700 световых годах от Земли в созвездии Микроскопа. Это горячий юпитер, то есть крупная газовая планета, которая вращается очень близко к своей звезде и получает мощный поток излучения. Такие миры удобны для изучения атмосфер: они большие, сильно нагретые и во время транзита хорошо проявляют химический состав внешних слоёв.
Команда наблюдала WASP-94A b в момент, когда планета проходила перед диском звезды. Во время транзита часть звёздного света просвечивает через атмосферу, а телескоп может уловить следы разных веществ. Уэбб позволил разделить сигнал от двух краёв планеты: того, который первым заходит на диск звезды, и противоположного, покидающего его последним.
Первый край соответствует утренней стороне. Туда ветры несут воздух с более холодной ночной половины к раскалённой дневной области. Второй край показывает вечерние условия, где потоки уходят обратно в темноту. Сравнение двух зон дало неожиданно резкий контраст: утром атмосфера была заполнена облаками из силиката магния, а вечером выглядела почти свободной от них.
Силикат магния относится к минералам, которые встречаются в земных породах. На WASP-94A b это вещество не лежит на поверхности в привычном смысле, а участвует в облачном цикле раскалённой атмосферы. При одних условиях минеральный материал конденсируется и образует облака, при других исчезает из видимой части атмосферы.
У исследователей есть два объяснения, куда пропадают эти облака. По одной версии, сильные ветры уносят их глубже в атмосферу на перегретой дневной стороне, поэтому телескоп перестаёт видеть облачный слой. По другой, частицы просто испаряются при температурах выше 1000 °C на дневной стороне. На Земле утренний туман рассеивается под солнцем, но на WASP-94A b похожий процесс идёт с каменными минералами и при несравнимо более жёстких условиях.
Облака давно мешают изучать атмосферы горячих юпитеров. Они закрывают химический состав нижележащих слоёв и превращают наблюдения в попытку рассмотреть планету через мутное стекло. На WASP-94A b вечерняя сторона дала редкий просвет: учёные смогли отдельно изучить участок с малой облачностью, а не усреднять сигнал от всей атмосферы.
Раньше с телескопом Hubble такие наблюдения давали более грубую картину. Данные от облачных и чистых областей смешивались, поэтому исследователи получали средний профиль атмосферы. Уэбб позволил локализовать измерения и увидеть сам цикл: облака появляются утром, проходят вместе с воздушными потоками и исчезают к вечеру.
Более чистый сигнал помог пересмотреть химический состав WASP-94A b. Старые оценки указывали, что в атмосфере этой планеты может быть в сотни раз больше кислорода и углерода, чем у Юпитера. Такой результат плохо вписывался в привычные модели формирования газовых гигантов. Новые данные дали более спокойную картину: кислорода и углерода там примерно в пять раз больше, чем у Юпитера. Значит, WASP-94A b гораздо ближе к планетам этого класса, чем считалось раньше.
Горячие юпитеры обращаются к своим звёздам ближе, чем Меркурий к Солнцу. Из-за сильного нагрева, мощных ветров и постоянного перепада между дневной и ночной сторонами они работают как природные лаборатории экстремальной атмосферной химии. На таких планетах можно проверять, как образуются облака из минералов, как быстро они испаряются и как потоки переносят вещество вокруг газового гиганта.
После WASP-94A b исследователи проверили ещё восемь горячих юпитеров и нашли похожий цикл облаков на двух из них: WASP-39 b и WASP-17 b. Теперь команда хочет расширить поиск в рамках крупной программы наблюдений телескопа Джеймса Уэбба. В неё войдут разные экзопланеты, включая необычного газового гиганта, который движется по вытянутой орбите и проходит через обитаемую зону своей звезды.
Наблюдения WASP-94A b показывают, насколько сильно погода на далёкой планете может менять научные выводы. Один и тот же мир выглядит по-разному утром и вечером, а разделение этих фаз меняет оценку состава атмосферы. Для науки это очень важный практический урок: прежде чем объяснять происхождение планеты, нужно понять, какие облака закрывают обзор и в какой момент они исчезают.
На далёкой планете WASP-94A b утро начинается с облаков из каменного вещества, а к вечеру небо почти очищается. Астрономы увидели этот суточный цикл с помощью телескопа Джеймса Уэбба и впервые настолько подробно проследили , как облачность меняется на горячем юпитере за время движения атмосферы вокруг планеты.
WASP-94A b находится почти в 700 световых годах от Земли в созвездии Микроскопа. Это горячий юпитер, то есть крупная газовая планета, которая вращается очень близко к своей звезде и получает мощный поток излучения. Такие миры удобны для изучения атмосфер: они большие, сильно нагретые и во время транзита хорошо проявляют химический состав внешних слоёв.
Команда наблюдала WASP-94A b в момент, когда планета проходила перед диском звезды. Во время транзита часть звёздного света просвечивает через атмосферу, а телескоп может уловить следы разных веществ. Уэбб позволил разделить сигнал от двух краёв планеты: того, который первым заходит на диск звезды, и противоположного, покидающего его последним.
Первый край соответствует утренней стороне. Туда ветры несут воздух с более холодной ночной половины к раскалённой дневной области. Второй край показывает вечерние условия, где потоки уходят обратно в темноту. Сравнение двух зон дало неожиданно резкий контраст: утром атмосфера была заполнена облаками из силиката магния, а вечером выглядела почти свободной от них.
Силикат магния относится к минералам, которые встречаются в земных породах. На WASP-94A b это вещество не лежит на поверхности в привычном смысле, а участвует в облачном цикле раскалённой атмосферы. При одних условиях минеральный материал конденсируется и образует облака, при других исчезает из видимой части атмосферы.
У исследователей есть два объяснения, куда пропадают эти облака. По одной версии, сильные ветры уносят их глубже в атмосферу на перегретой дневной стороне, поэтому телескоп перестаёт видеть облачный слой. По другой, частицы просто испаряются при температурах выше 1000 °C на дневной стороне. На Земле утренний туман рассеивается под солнцем, но на WASP-94A b похожий процесс идёт с каменными минералами и при несравнимо более жёстких условиях.
Облака давно мешают изучать атмосферы горячих юпитеров. Они закрывают химический состав нижележащих слоёв и превращают наблюдения в попытку рассмотреть планету через мутное стекло. На WASP-94A b вечерняя сторона дала редкий просвет: учёные смогли отдельно изучить участок с малой облачностью, а не усреднять сигнал от всей атмосферы.
Раньше с телескопом Hubble такие наблюдения давали более грубую картину. Данные от облачных и чистых областей смешивались, поэтому исследователи получали средний профиль атмосферы. Уэбб позволил локализовать измерения и увидеть сам цикл: облака появляются утром, проходят вместе с воздушными потоками и исчезают к вечеру.
Более чистый сигнал помог пересмотреть химический состав WASP-94A b. Старые оценки указывали, что в атмосфере этой планеты может быть в сотни раз больше кислорода и углерода, чем у Юпитера. Такой результат плохо вписывался в привычные модели формирования газовых гигантов. Новые данные дали более спокойную картину: кислорода и углерода там примерно в пять раз больше, чем у Юпитера. Значит, WASP-94A b гораздо ближе к планетам этого класса, чем считалось раньше.
Горячие юпитеры обращаются к своим звёздам ближе, чем Меркурий к Солнцу. Из-за сильного нагрева, мощных ветров и постоянного перепада между дневной и ночной сторонами они работают как природные лаборатории экстремальной атмосферной химии. На таких планетах можно проверять, как образуются облака из минералов, как быстро они испаряются и как потоки переносят вещество вокруг газового гиганта.
После WASP-94A b исследователи проверили ещё восемь горячих юпитеров и нашли похожий цикл облаков на двух из них: WASP-39 b и WASP-17 b. Теперь команда хочет расширить поиск в рамках крупной программы наблюдений телескопа Джеймса Уэбба. В неё войдут разные экзопланеты, включая необычного газового гиганта, который движется по вытянутой орбите и проходит через обитаемую зону своей звезды.
Наблюдения WASP-94A b показывают, насколько сильно погода на далёкой планете может менять научные выводы. Один и тот же мир выглядит по-разному утром и вечером, а разделение этих фаз меняет оценку состава атмосферы. Для науки это очень важный практический урок: прежде чем объяснять происхождение планеты, нужно понять, какие облака закрывают обзор и в какой момент они исчезают.