Наблюдения с использованием телескопа «Хаббл» и компьютерные моделирования позволили исследователям более детально изучить погоду на экзопланете WASP-121b. Эта горячая газовая планета, находящаяся на расстоянии 880 световых лет от Земли, представляет интерес для астрономов из-за своих экстремальных условий и близкого расположения к своей звезде.
WASP-121b обладает массой, превышающей массу Юпитера на 16%, расстояние до её родительской звезды составляет всего 3,88 миллиона километров (всего 2,6% от расстояния между Землёй и Солнцем). Обращается вокруг своей звезды планета всего за 1,27 дня, — другими словами, год на ней длится всего 1,27 земных дня. Уникальное свойство WASP-121b заключается в том, что она всегда повёрнута одной и той же стороной в сторону звезды. На постоянно освещённой стороне поверхность планеты прогревается до очень высоких температур, достигая до 2329 градусов Цельсия. Это приводит к расширению атмосферы и увеличению радиуса планеты на 75% по сравнению с Юпитером.
Благодаря своим большим размерам, WASP-121b является отличным образцом для наблюдений. Астрономы изучали WASP-121b, используя телескоп «Хаббл», четыре раза: в июне и ноябре 2016 года, а также в марте 2018 и феврале 2019 года. В каждом случае планета находилась в разных положениях, включая прохождение перед и за своей звездой. Это позволило команде астрономов под руководством Джека Скиннера из Калифорнийского технологического института определить, как яркость WASP-121b меняется при разных углах наблюдения и фазах. Теперь, с этими данными и использованием компьютерного моделирования астрономы смогли спрогнозировать погоду на WASP-121b.
Наблюдения с использованием «Хаббла» показали, что атмосфера WASP-121b динамичная и изменчивая. Температурный градиент между постоянно освещённой и вечно затенённой сторонами планеты создаёт бури и циклоны, а также холодный и тёплый погодные фронты. Эти погодные явления на планете меняются в течение примерно пяти дней.
«Информацию из этих наблюдений мы использовали для выявления химического состава, температуры и облачности атмосферы WASP-121b в различные моменты времени. Это дало нам чрезвычайно подробную картину изменений планеты со временем», — сказал соавтор Квентин Шанже.
Астрономы не в первый раз изучают погоду на экзопланетах. Например, в 2009 году они использовали космический телескоп «Спитцер» для наблюдения за другим горячим Юпитером HD 80606b, который движется вокруг своей звезды по вытянутой орбите, сродни орбите кометы, длиной 111 дней, что приводит к его интенсивному нагреву и образованию огромных бурь в атмосфере, которые затем исчезают по мере удаления планеты от звезды. Однако метеорология WASP-121b стала существенным прогрессом в изучении погоды на экзопланетах. «Собранный набор данных представляет собой значительное количество времени наблюдений за одной планетой и на данный момент это единственный последовательный набор таких повторных наблюдений», — сказал Шанже.
Исследования погоды на WASP-121b имеют важное значение для расширения знаний о планетарной метеорологии и исследования экзопланет. Полученные данные помогут лучше понять процессы, происходящие в атмосфере планет вне нашей Солнечной системы и определить, как и насколько точно можно прогнозировать погоду на экзопланетах.