Цивилизация
Международная группа астрономов обнаружила облака на далекой экзопланете WASP-127b и сумела измерить их высоту с беспрецедентной точностью. Сообщение об этом опубликовал в материалах Europlanet Science Congress 2021 Ромен Аллар, работающий в канадском Монреальском университете и швейцарском Женевском университете.
Изучение верхней структуры атмосферы планеты стало возможным благодаря объединению данных космического и наземного телескопов. Это открывает путь для подобных исследований многих других удаленных миров.
Планета WASP-127b, находящаяся на расстоянии 525 световых лет от Земли, представляет собой водородно-гелиевый «горячий сатурн» — то есть планету-гигант, по своей массе сопоставимую с массой Сатурна, которая находится очень близко к своей родительской звезде.
Группа ученых наблюдала прохождения (транзиты) планеты на фоне этой звезды и отслеживала вариации звездного света при каждом таком прохождении, поскольку световой поток, проходящий через атмосферу планеты, несет информацию о ее химическом составе. Сопоставив наблюдения с космического телескопа Hubble в инфракрасном диапазоне с измерениями в видимом свете, проведенными с помощью спектрографа ESPRESSO на Очень большом телескопе (VLT) Европейской южной обсерватории в Чили, исследователи смогли описать различные области атмосферы. Эти результаты преподнесли сразу несколько сюрпризов.
«Во-первых, как и ранее на планетах подобного типа, мы обнаружили присутствие натрия, но на гораздо меньших высотах, чем ожидали. Во-вторых, в инфракрасном диапазоне были обнаружены признаки присутствия водяного пара, а в видимом диапазоне они отсутствуют. Это означает, что водяной пар на более низких уровнях экранируется облаками, непрозрачными в видимом диапазоне длин волн, но прозрачными в инфракрасном», — рассказал руководитель исследований Ромен Аллар.
Объединение данных двух инструментов позволило исследователям определить, где находятся облака, — они сосредоточены в слоях атмосферы с давлением в диапазонах от 0,3 до 0,5 миллибар.
«Мы еще не знаем точный состав облаков, за исключением того, что они не состоят из капель воды, как на Земле,
— отметил Аллар. — Мы также не понимаем, почему натрий обнаружен в неожиданном месте на этой планете. Будущие исследования помогут нам больше узнать не только о структуре атмосферы, но и о других особенностях планеты WASP-127b, которая оказалась очень интересным местом». В дальнейшем этот метод позволит изучить атмосферы и облачность других подобных экзопланет.
Полный оборот вокруг своей звезды WASP-127b совершает за 4,18 дня, при этом планета получает в 600 раз больше света, чем Земля, и разогревается до 1100°C, находясь от родительской звезды на расстоянии 0,05 астрономической единицы. Подобные температуры приводят к тому, что атмосфера планеты раздувается и ее радиус оказывается в 1,3 раза больше, чем у Юпитера, при том, что по массе она уступает Юпитеру в пять раз. Таким образом, WASP-127b считается одной из самых «рыхлых» и неплотных экзопланет из всех, когда-либо обнаруженных.
Раздутость атмосфер подобных экзопланет, а также близость к родительской звезде облегчают проведение наблюдений, и поэтому WASP-127b становится идеальным объектом для изучения атмосферных характеристик. Наблюдения с помощью инструмента ESPRESSO, обладающего самым точным на сегодняшний момент спектрографом, также показывают, что, в отличие от планет Солнечной системы, WASP-127b не только вращается в направлении, противоположном своей звезде, но и ее орбита находится в другой плоскости, не совпадающей с экваториальной плоскостью этой системы (планета имеет так называемую смещенную ретроградную орбиту). Вероятно, она лишь относительно недавно по космическим меркам приблизилась к своей звезде.
«Такая особенность не характерна для «горячего сатурна» в старой звездной системе и может быть следствием взаимодействия с пока еще неизвестным объектом, — сообщил Аллар. — Все эти уникальные характеристики делают WASP-127b планетой, которая еще привлечет интерес исследователей в будущем».
Родительская звезда WASP-127 находится в созвездии Секстант и представляет собой старую звезду класса G возрастом примерно 10 млрд лет, которая постепенно сходит с главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга — Рассела и вскоре превратится в субгигант. Масса и диаметр WASP-127 составляют 1,31 и 1,33 солнечных. Она не видна невооруженным глазом, так как ее видимая звездная величина — всего 10,2m. Об открытие экзопланеты WASP-127b в этой системе было объявлено в 2016 году группой астрономов, работающих в рамках программы SuperWASP.
Изучение облачности на планетах других звездных систем проводятся уже не первый раз. Так, первую карту облаков на экзопланете Kepler-7b, газовом гиганте вроде Юпитера, находящемся на расстоянии примерно 1000 световых лет от Земли, астрономы представили еще в 2013 году, проведя наблюдения с помощью космических телескопов Kepler и Spitzer.