Ученые обнаружили экзопланету, атмосфера которой в чем-то похожа на земную, хотя очень горячая и состоит из металлов.
Планета WASP-189b не является новым открытием. Ранее было известно, что он находится примерно в 322 световых годах от Земли и является газовым гигантом, вращающимся вокруг своей звезды в 20 раз ближе, чем Земля к Солнцу, что делает его очень горячим миром. Недавно в результате новых исследований экзопланеты ученые обнаружили первые признаки того, что она имеет очень сложную атмосферу, чем-то похожую на земную.
В прошлом астрономы часто предполагали, что атмосферы экзопланет образуют довольно однородную оболочку. Однако новые результаты исследований показывают, что даже атмосферы сильно облученных газовых гигантов имеют сложную трехмерную структуру.
Исследование основано на анализе свечения родительской звезды планеты — WASP-189 — наблюдаемого в тот момент, когда эта планета, с нашей точки зрения, проходит (транзитирует) перед своей целью. С этой целью ученые использовали наблюдения, собранные в 2019 году инструментом High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) в обсерватории Ла Силья в Чили, во время трех разных проходов планеты перед звездой.
Глядя на кольцо света, непосредственно окружающее тень планеты, можно изучить ее атмосферу, не видя ее напрямую. Используя этот метод, исследователи сначала определяют, какие длины волн света, излучаемого звездой, не достигают прибора, а затем определяют химические соединения, ответственные за их поглощение (делающие их невидимыми в спектре звезды).
Прибор HARPS не в состоянии напрямую определить, как эти химические вещества распределяются в атмосфере, поэтому ученые не наблюдали своими глазами расслоение атмосферы планеты. Однако на обнаруженные химические закономерности содержащихся в нем элементов влияет эффект Доплера. То же, что заставляет сирену звучать по-разному, когда реанимобиль приближается и удаляется от нас. Ученые, участвовавшие в исследовании, обнаружили несколько разное воздействие этого явления на разные химические соединения, предполагая, что они по-разному перемещаются в атмосфере планеты. Именно отсюда был сделан вывод о том, что данная газовая оболочка имеет сложное строение.
Например, наблюдаемая изменчивость может быть вызвана сильным ветром, дующим на WASP-189b. Однако, по словам команды, такие явления происходят на отдельных слоях. Химические признаки водяного пара и озона на Земле также оказались бы по-разному измененными эффектом Доплера, если бы мы могли наблюдать их на расстоянии, поскольку эти соединения присутствуют в пугающих количествах в разных слоях атмосферы.
Среди химических веществ, обнаруженных командой в атмосфере далекой планеты, есть одно особенно интересное. Это оксид титана, который, по мнению ученых, может поглощать коротковолновый свет, как и озоновый слой Земли. Исследования показали, что в атмосфере WASP-189b также есть несколько металлов, в том числе железо, хром, магний и ванадий. Хотя мы обычно не думаем о металлах как о газах, учитывая высокие температуры WASP-189b, в этом нет ничего удивительного. Напомним: звезда этой планеты чрезвычайно горячая, и планета находится так близко к ней, что для обращения вокруг нее требуется всего 2,7 земных дня.
Мы считаем, что для полного понимания этого и других типов планет, в том числе более похожих на Землю, нам необходимо оценить трехмерную природу их атмосфер, — сказал Кевин Хенг, астрофизик Бернского университета и соавтор исследования в пресс-релизе.
К счастью, недавно запущенный телескоп «Джеймс Уэбб» хорошо оборудован для проведения такого рода исследований.
