На свете существуют миры, гораздо более странные, чем те, которые может предположить человек. WASP-107b — экзопланета, вращающаяся вокруг звезды, расположенной всего в 200 световых годах от Земли. Она привлекла внимание своим необычным составом — сверхпухлая планета-«попкорн» имеетасимметричную атмосферу.
Радиус WASP-107b составляет 96% от радиуса Юпитера, а плотность — менее 1/10 от плотности и без того не очень плотного «газового гиганта» Солнечной системы. Новый анализ показал, что планета имеет асимметричную атмосферу, со значительными различиями между восточным краем и западным. А метод, использованный для обнаружения этой асимметрии, может помочь в будущем открыть еще больше странных экзопланет.
«Это первый случай, когда асимметрия с востока на запад экзопланеты наблюдается из космоса, когда она проходит через свою звезду», — говорит астроном Мэтью Мерфи из Университета Аризоны.
Экзопланеты, находящиеся за пределами Солнечной системы довольно сложно изучать в деталях. Они находятся очень далеко, очень тусклые и обычно видны в непосредственной близости от звезды, чей свет может заслонить информацию.
Но если система ориентирована таким образом, что орбитальная экзопланета проходит между наблюдателями и ее звездой, то свет звезды становится инструментом, с помощью которого можно исследовать атмосферу экзопланеты.
Когда экзопланета проходит перед звездой — это событие известно как транзит — часть света звезды проходит через атмосферу экзопланеты. Некоторые длины волн могут поглощаться и переизлучаться атомами и молекулами в ее атмосфере, что приводит к появлению более светлых и более темных линий в спектре света, собранного приборами.
Эти данные довольно слабые, лишь малейшая доля процента всего света, излучаемого звездой, проходит через атмосферу транзитной экзопланеты и изменяется под ее воздействием. Тем не менее, благодаря этому методу исследователи теперь знают некоторые элементы атмосферы довольно многих экзопланет.
WASP-107b была открыта в 2017 году, ее размер и плотность позволяют предположить, что по составу она похожа на сахарную вату. Кроме того, она находится очень близко к своей звезде, оранжевому карлику, с орбитальным периодом около 5,7 дня. Это делает ее паляще горячей, около 500 °C.
Это означает, что она заперта в приливной зоне: одна сторона экзопланеты постоянно обращена к звезде и находится в состоянии постоянного дня, а другая — в состоянии постоянной ночи. Также это может означать, что терминаторы рассвета и заката — линия, отделяющая ночь от дня, — имеют разный состав.
Предыдущие наблюдения с помощью JWST выявили диоксид серы, водяной пар, углекислый газ, угарный газ и облака песка в атмосфере данной планеты. Используя новые методы анализа и данные JWST, ученые смогли обнаружить различия в составе атмосферы между восточным и западным полушариями экзопланеты.
По словам исследователей, асимметрию в атмосферах экзопланет они наблюдали и раньше. Считается, что у сверхгорячих экзопланет это происходит потому, что атмосфера вращается вокруг Земли: когда она достигает рассветного терминатора, то нагревается, а когда достигает сумеречного терминатора, то охлаждается, конденсируется и, возможно, на них даже выпадает дождь.
Ученые смогли обнаружить не только разницу в температуре на двух сторонах экзопланеты, где утром прохладнее, чем вечером, но и небольшую разницу в непрозрачности облаков. Согласно моделям, у WASP-107b не должно быть такой асимметрии, но потребуется больше наблюдений и анализов, чтобы выяснить все тонкости, например, как эта асимметрия отражается на химическом составе экзопланеты.
«Это первый случай, когда мы увидели подобные асимметрии непосредственно с помощью просвечивающей спектроскопии из космоса, которая является основным способом изучения атмосфер экзопланет», — объясняет астроном Томас Битти из Университета Висконсин-Мэдисон.
Ранее анализ данных, собранных сейсмометром на Марсе, показал, что космические объекты падают на Марс гораздо чаще, чем предполагалось. Основываясь на количестве близких толчков, связанных с ударами, которые были зафиксированы зондом Mars InSight за время его работы, команда ученых подсчитала, что Марс почти ежедневно испытывает удары камней размером с баскетбольный мяч, врезающихся в его поверхность.
