Nature Astronomy: Астрономы разглядели уникальную асимметричную экзопланету

С помощью космического телескопа Джеймс Уэбб астрономы из Университета Аризоны и международная группа исследователей изучили атмосферу горячей экзопланеты, которая по размеру похожа на Юпитер, но в десять раз легче его.

Оказалось, что атмосфера планеты несимметрична: между её краями существует значительная разница.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Мэтью Мерфи, аспирант обсерватории Стьюарда в Университете Южной Африки, обнаружил асимметрию при прохождении экзопланеты мимо своей звезды. Транзит — это когда планета проходит перед своей звездой, как Луна во время солнечного затмения.

Мерфи считает, что наблюдения из космоса имеют много преимуществ по сравнению с наблюдениями с Земли.

Асимметрия экзопланеты с востока на запад — это различия в атмосферных характеристиках между восточным и западным полушариями планеты. Понимание наличия или отсутствия такой асимметрии важно для изучения климата, динамики атмосферы и погодных условий экзопланет — планет за пределами нашей Солнечной системы.

Экзопланета WASP-107b всегда обращена одним и тем же лицом к своей звезде. Одно её полушарие всегда повёрнуто к звезде, а другое — от неё. В результате у экзопланеты есть постоянная дневная и ночная сторона.

Команда Мерфи использовала метод трансмиссионной спектроскопии с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. Это основной инструмент, который позволяет астрономам узнать состав атмосфер других планет.

Телескоп снял планету во время её транзита по диску звезды. Благодаря новым методам и точности телескопа «Джеймс Уэбб» исследователи смогли разделить сигналы восточной и западной сторон атмосферы экзопланеты и изучить происходящие в ней процессы.

Снимки экзопланеты WASP-107b рассказывают нам о её атмосфере: составе, структуре и изменениях под воздействием солнечного света.

WASP-107b уникальна: у неё низкая плотность и гравитация, поэтому её атмосфера более раздутая, чем у других экзопланет такой же массы. В Солнечной системе нет ничего подобного.

Мерфи рассказал:

Наши методы наблюдения не очень хорошо работают для таких планет, поэтому у нас было много вопросов, на которые мы наконец сможем ответить. Например, некоторые модели говорили нам, что у планеты WASP-107b вообще не должно быть асимметрии.

Битти, соавтор исследования и доцент астрономии в Университете Висконсин-Мэдисон, сообщил, что учёные изучают экзопланеты уже почти два десятилетия. Наблюдения с Земли и из космоса помогли астрономам предположить, как выглядит атмосфера экзопланет.

Битти:

Это первый раз, когда мы видим асимметрию в атмосферах экзопланет с помощью просвечивающей спектроскопии из космоса. Это потрясающий результат.

Мерфи и его команда работают над данными наблюдений и планируют более детально изучить происходящее с экзопланетой. Они проведут дополнительные наблюдения, чтобы понять причину асимметрии.

Почти на всех экзопланетах мы не можем даже посмотреть на них напрямую, не говоря уже о том, чтобы понять, что происходит на одной стороне по сравнению с другой, — сказал Мерфи.

Впервые мы можем взглянуть на происходящее в атмосфере экзопланеты гораздо более локально.

24.09.2024