Міжнародна команда, що включає дослідників з бернського та женевського університетів, а також національного центру компетенцій в галузі досліджень (nccr) planets, дуже детально проаналізувала атмосферу однієї з найбільш екстремальних відомих планет. Результати вивчення цієї гарячої, схожої на юпітер планети, яка вперше була охарактеризована за допомогою космічного телескопа cheops, можуть допомогти астрономам зрозуміти складність багатьох інших екзопланет, включаючи ті, що схожі на землю.
Атмосфера нашої планети неоднорідна, вона складається з окремих шарів, кожен з яких має характерні властивості. Наприклад, найнижчий, що тягнеться від рівня моря за межі найвищих гірських вершин, – тропосфера-містить більшу частину водяної пари. Тут відбувається більшість погодних явищ. Прошарок над ним-стратосфера-містить той самий озоновий шар, що захищає нас від згубного ультрафіолетового випромінювання сонця.
У новому дослідженні, опублікованому в журналі nature astronomy, міжнародна група дослідників на чолі з фахівцями лундського університету вперше показала, що атмосфера однієї з найбільш екстремальних відомих планет може мати такі ж різні шари, хоча і з дуже різними характеристиками.
Wasp-189b-планета за межами нашої сонячної системи, розташована в 322 світлових роках від землі. Великі спостереження за допомогою космічного телескопа cheops в 2020 році показали, серед іншого, що планета знаходиться в 20 разів ближче до своєї батьківської зірки, ніж земля до сонця, і має денну температуру 3200 градусів за цельсієм. Більш пізні дослідження за допомогою спектрографа harps в обсерваторії ла сілья в чилі вперше дозволили дослідникам ближче вивчити атмосферу цієї юпітероподобной планети.
” ми виміряли світло, що надходить від зірки-господаря wasp-189b і проходить через атмосферу планети. Гази в її атмосфері поглинають частину зоряного світла, подібно озону, що поглинає частину сонячного світла в атмосфері землі, і тим самим залишають свій характерний «відбиток пальця». За допомогою harps ми змогли ідентифікувати відповідні речовини”, – пояснює провідний автор дослідження бібіана прінот.
За словами дослідників, гази, що залишили свої “відбитки пальців” в атмосфері wasp – 189b включали залізо, хром, ванадій, магній і марганець.
Одна особливо цікава речовина, яку виявила команда, — це газ, що містить титан: оксид титану. Хоча оксиду титану на землі дуже мало, він може відігравати важливу роль в атмосфері wasp-189b, подібно озону в атмосфері землі.
«оксид титану поглинає короткохвильове випромінювання, таке як ультрафіолетове випромінювання. Отже, його виявлення може вказувати на шар в атмосфері wasp — 189b, який взаємодіє із зоряним випромінюванням аналогічно тому, як озоновий шар взаємодіє з землею», – співавтор дослідження кевін хенг. – пояснює професор астрофізики бернського університету і член nccr planets.
Дійсно, дослідники знайшли натяки на такий шар та інші шари на надгірячій планеті, схожій на юпітер.
“у нашому аналізі ми побачили, що» відбитки пальців” різних газів трохи змінилися в порівнянні з нашими очікуваннями. Ми вважаємо, що сильні вітри та інші процеси могли викликати ці зміни. І оскільки “відбитки пальців” різних газів змінилися по-різному, ми думаємо, що це вказує на те, що вони існують у різних шарах — подібно до того, як відбитки водяної пари та озону на землі здаються по-різному зміненими на відстані, тому що вони в основному зустрічаються в різних шарах атмосфери», — пояснює прінот.
У минулому астрономи часто припускали, що атмосфери екзопланет існують як однорідний шар, і намагалися вивчати його як такий. Але нові результати демонструють, що навіть атмосфери сильно опромінених газових планет-гігантів мають складні тривимірні структури.
«ми переконані, що для повного розуміння цих та інших типів планет , у тому числі більш схожих на землю, нам необхідно оцінити тривимірну природу їх атмосфер. Це вимагає інновацій у методах аналізу даних, комп’ютерного моделювання та фундаментальних теорій”, – зазначають дослідники.
