Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» построил карту распределения температуры в атмосфере ультрагорячего юпитера WASP-18b и определил, что самая горячая область находится вблизи подзвездной точки. Телескоп также нашел следы воды в атмосфере и определил, что она оптически непрозрачна. Статья опубликована в журнале Nature.
Ультрагорячие юпитеры представляют собой уникальный класс тел планетарного масштаба, включающий в себя самые горячие известные экзопланеты. Эти газовые гиганты находятся на близких орбитах к своим звездам и характеризуются температурами выше двух тысяч кельвин, поэтому их интересно исследовать с точки определения состава и динамики атмосфер, а также наложения ограничений на модели их формирования.
Группа астрономов во главе с Луи-Филиппом Куломбом (Louis-Philippe Coulombe) из Монреальского университета опубликовала результаты спектроскопических инфракрасных наблюдений за ультрагорячим юпитером WASP-18b при помощи прибора NIRISS телескопа «Джеймс Уэбб». Наблюдения проводились во время вторичного затмения, когда экзопланета проходит позади звезды для земного наблюдателя.
WASP-18b обращается вокруг звезды спектрального класса F6V, расположенной на расстоянии 410 световых лет от Солнца. Экзопланета была открыта в 2009 году, обладает массой 10,4 массы Юпитера и характеризуется орбитальным периодом 0,94 земного дня. Она находится в приливном захвате, из-за чего на ней нет смены дня и ночи.
Исследователи обнаружили в спектре линии излучения водяного пара, а также определили, что атмосфера непрозрачна в оптическом диапазоне, возможно, из-за наличия гидрид-ионов и оксидов ванадия и титана. Атмосфера характеризуется тепловой инверсией (температура увеличивается с высотой), на дневной стороне максимальная яркостная температура в 2781-2925 кельвин наблюдается в зоне вблизи подзвездной точки, по мере удаления от нее температура падает до 1686 кельвин на западном терминаторе и 1869 кельвин — на восточном. Тепло от подзвездной точки к ночной стороне планеты переносится ветрами.
Если предположить, что экзопланета образовалась в результате аккреции вещества на твердое ядро, и учесть, что металличность атмосферы WASP-18b согласуется с околосолнечной металличностью родительской звезды, то можно сделать вывод что на поздней стадии формирования гиганта на него шла аккреция газа из протопланетного диска, а не скалистых или ледяных планетезималей. При этом низкое отношение C/O для атмосферы не подтверждает сценарий формирования WASP-18b за снеговой линией углекислого газа с последующей миграцией экзопланеты ближе к звезде после рассеяния диска.
Ранее мы рассказывали о том, как ученые отыскали тербий в атмосфере самой горячей экзопланеты.