Новостная интернет-программа «Космическая среда. Новости Роскосмоса» Телестудии Роскосмоса.

В программе от 23 марта 2022 года:

На этой экстремальной экзопланете есть облака металлического пара и идут дожди из драгоценностей

Все это происходит на ночной стороне планеты, которая погружена в вечный мрак, но все еще невероятно горяча.

Гигантская экзопланета на расстоянии 855 световых лет от нас довольно необычна, и это мягко сказано: ее укрывают облака испаренных металлов и поливают дожди из жидких рубинов и сапфиров.

К такому выводу пришли астрономы после исследования атмосферы WASP-121 b. Они провели самый подробный такого рода анализ на сегодняшний день, впервые раскрывший условия и динамику ночной стороны экзопланеты.

Рассматриваемая экзопланета является одной из самых известных и хорошо изученных на сегодняшний день. Она была обнаружена в 2015 году и получила обозначение WASP-121 b. Первоначальные наблюдения показали, что это газовый гигант примерно в 1,81 раза больше и в 1,18 раза массивнее Юпитера. Планета располагается очень близко к своей звезде и делает полный оборот вокруг нее всего за 1,27 дня.

Через два года после открытия WASP-121 b стала первой экзопланетой, в стратосфере которой была обнаружена вода. Однако крайне маловероятно, что эта экзопланета может быть обитаемой. По последним данным, температура на планете колеблется от 1227 до 2727 °C.

Размер и близость WASP-121 b к своей родительской звезде, WASP-121, помещают ее в категорию горячих юпитеров, газовых гигантских экзопланет. Из почти 5000 подтвержденных на сегодняшний день экзопланет более 300 относятся к этой экстремальной категории.

Эта планета имеет так называемую приливно-отливную блокировку – это означает, что период ее обращения вокруг своей оси совпадает с периодом, в котором она вращается вокруг своей родительской звезды. Получается, что одна сторона WASP-121 b всегда обращена к своей звезде, а другая находится в вечном мраке. В предыдущих исследованиях атмосферы WASP 121 b были обнаружены пары тяжелых металлов в атмосфере дневной стороны экзопланеты.


Ее ночную сторону сложнее исследовать, поскольку она примерно в 10 раз темнее дневной. Чтобы получить более подробную информацию об экзопланете целиком, Микал-Эванс и его команда использовали космический телескоп «Хаббл» для наблюдения за двумя полными орбитами WASP-121 b, объединяя данные с дневной и ночной сторон. Так они увидели, как атмосфера планеты функционирует в глобальном масштабе.

Этот подробный изменяющийся спектр света позволил ученым впервые наблюдать и реконструировать полный водный цикл экзопланеты.

У нас на Земле, круговорот воды включает в себя фазовые переходы, когда вода проходит через циклы в виде пара, жидкости и льда. На WASP-121 b даже на ночной стороне температура слишком высока как для твердой, так и для жидкой фазы воды. На дневной стороне, когда температура превышает 2700 °C, потеря энергии молекулами воды заставляет их светиться в инфракрасном диапазоне. Такая температура может привести даже к тому, что они разрушатся, раcпавшись на водород и кислород.

Ночная сторона экзопланеты намного прохладнее, хотя по земным меркам здесь все еще безумно жарко. Экстремальная разница температур в полторы тысячи градусов между полушариями создает постоянную разницу давлений, которая порождает мощные западные ветры, дующие вокруг экзопланеты, унося с собой молекулы воды.


Когда эти ветры достигают ночной стороны WASP-121 b, температура становится достаточно низкой, чтобы вернуть воду в состояние пара, прежде чем она снова переносится на дневную сторону.

Но вода на WASP-121 b не конденсируется в облака. Новое исследование показало, что температура на ночной стороне достаточно низка, чтобы облака могли образовываться из металлов, ранее обнаруженных в атмосфере. К ним относятся ванадий, железо, хром, кальций, натрий, магний и никель, но отсутствуют привычные для таких космических объектов алюминий и титан.

Команда считает, что эти элементы могли сконденсироваться и погрузиться глубже в атмосферу WASP 181 b, где мы не можем их обнаружить. Там алюминий может соединяться с кислородом, образуя минерал корунд – кристаллическую форму оксида алюминия. Здесь, на Земле, при смешивании со следовыми количествами других металлов, таких как ванадий, железо, хром или титан, он образует рубины и сапфиры. Это означает, что на WASP-181 b может идти дождь из драгоценных камней.

Команда уже зарезервировала время на недавно запущенном космическом телескопе Джеймса Уэбба, чтобы провести дополнительные наблюдения за WASP-181 b. Они надеются узнать больше о том, как формируются горячие Юпитеры. Источник