Группа европейских астрономов под руководством исследователей из Института астрономии KU Leuven использовала результаты недавних наблюдений на космическом телескопе James Webb для изучения атмосферы близкой экзопланеты WASP-107b. Заглянув вглубь атмосферы WASP-107b, они обнаружили там не только водяной пар и сернистый газ, но даже облака силикатного песка. Эти частицы находятся в динамичной атмосфере, в которой наблюдается активный перенос вещества. Астрономы всего мира используют передовые возможности прибора MIRI (Mid-Infrared Instrument), установленного на космическом телескопе Джеймса Уэбба (JWST), для проведения революционных наблюдений за экзопланетами — планетами, вращающимися вокруг звезд, отличных от нашего Солнца. Одним из таких интересных миров является WASP-107b — уникальная газообразная экзопланета, вращающаяся вокруг звезды, которая немного холоднее и менее массивна, чем наше Солнце. Масса планеты сходна с массой Нептуна, но ее размеры значительно превышают размеры Нептуна и почти приближаются к размерам Юпитера. Эта особенность делает WASP-107b довольно «пушистой» по сравнению с газовыми планетами-гигантами в нашей Солнечной системе. Пушистость этой экзопланеты позволяет астрономам заглянуть в ее атмосферу примерно в 50 раз глубже, чем при исследовании такого гиганта Солнечной системы, как Юпитер. Группа европейских астрономов в полной мере воспользовалась удивительной пушистостью этой экзопланеты, что позволило им заглянуть вглубь ее атмосферы. Эта возможность открыла окно к разгадке сложного химического состава ее атмосферы. Причина этого довольно проста: сигналы, или спектральные особенности, гораздо более заметны в менее плотной атмосфере по сравнению с более компактной. Результаты последнего исследования, опубликованные в журнале Nature, свидетельствуют о наличии водяного пара, диоксида серы (SO2) и силикатных облаков, но, что примечательно, в них не обнаружено следов парникового газа метана (CH4). Динамичная атмосфераЭти обнаружения позволяют получить важные сведения о динамике и химическом составе атмосферы этой удивительной экзопланеты. Во-первых, отсутствие метана указывает на потенциально теплую внутреннюю часть планеты, позволяя получить представление о движении тепловой энергии в ее атмосфере. Во-вторых, большим сюрпризом стало обнаружение диоксида серы (известного по запаху сгоревших спичек). Предыдущие модели предсказывали его отсутствие, но теперь новые климатические модели атмосферы WASP-107b показывают, что сама пушистость WASP-107b способствует образованию диоксида серы в ее атмосфере. Несмотря на то, что звезда-хозяин излучает относительно небольшую долю высокоэнергетических фотонов из-за своей более холодной природы, эти фотоны могут проникать глубоко в атмосферу планеты благодаря ее пушистой природе. Это позволяет протекать химическим реакциям, необходимым для образования диоксида серы. Но это еще не все, что удалось наблюдать. Спектральные характеристики как диоксида серы, так и водяного пара значительно уменьшены по сравнению с безоблачным сценарием. Высотные облака частично заслоняют водяной пар и диоксид серы в атмосфере. Хотя предположения о наличии облаков на других экзопланетах уже высказывались, это первый случай, когда астрономы могут точно определить химический состав этих облаков. В данном случае облака состоят из мелких силикатных частиц — хорошо знакомого человеку вещества, которое во многих частях света является основной составляющей песка.
В отличие от земной атмосферы, где вода замерзает при низких температурах, на газообразных планетах, достигающих температуры около 1000 градусов Цельсия, силикатные частицы могут вымораживаться, образуя облака. Однако в случае WASP-107b, когда температура внешней атмосферы составляет около 500 градусов Цельсия, традиционные модели предсказывали, что эти силикатные облака должны формироваться глубже в атмосфере, где температура значительно выше. Кроме того, из песчаных облаков, расположенных высоко в атмосфере, выпадает дождь. Как же тогда получается, что эти песчаные облака существуют на больших высотах и продолжают существовать? По словам ведущего автора исследования доктора Михиля Мина (Michiel Min):
Этот непрерывный цикл сублимации и конденсации с помощью вертикального переноса и является причиной постоянного присутствия песчаных облаков в атмосфере WASP-107b. Это новаторское исследование не только проливает свет на экзотический мир WASP-107b, но и расширяет границы наших представлений об атмосферах экзопланет. Оно знаменует собой важную веху в изучении экзопланет, раскрывая сложное взаимодействие химических веществ и климатических условий на этих далеких мирах.
Проектирование и разработка прибора MIRIБлагодаря финансированию бельгийского федерального управления научной политики BELSPO в рамках программы ЕКА PRODEX, ключевую роль в проектировании и разработке прибора MIRI сыграли бельгийские инженеры и ученые, в том числе Centre Spatial de Liege (CSL), Thales Alenia Space (Charleroi) и OIP Sensor Systems (Oudenaarde). В Институте астрономии KU Leuven ученые, работающие с прибором, провели всесторонние испытания прибора MIRI в специальных испытательных камерах, имитирующих космическую среду, в лабораториях в Великобритании, в центрах NASA Goddard и NASA Johnson Space.
Данное исследование объединяет результаты нескольких независимых анализов наблюдений JWST и отражает многолетний труд, вложенный не только в создание прибора MIRI, но и в инструменты калибровки и анализа данных наблюдений, полученных с помощью MIRI. 15.11.2023 |
Космос
Наноспутник будет искать нефтяные пятна и предсказывать лесные пожары | |
Два космических аппарата Самарского университе... |
НАСА представило прототип телескопа для обсерватории гравитационных волн | |
НАСА представило прототип шести телескопов, ко... |
PRL: Изучено влияние сверхлегкой темной материи на сигналы гравитационных волн | |
В журнале Physical Review Letters опубликовали... |
В АмГУ разработали модуль для российско-белорусского спутника | |
Проект инженеров Амурского госуниверситета поб... |
Planetary Science Journal: Большое красное пятно Юпитера меняется в размерах | |
С помощью телескопа Хаббл астрономы наблюдали ... |
DPS56: На экзопланеты полезно взглянуть под другим углом | |
Астрономы сравнили чёткие снимки Урана от ... |
SciAdv: Примитивные астероиды принесли на Землю львиную долю летучих элементов | |
Исследователи изучили химический состав цинка ... |
Nature Astronomy: Найдено свидетельство внутреннего роста в ранней Вселенной | |
С помощью космического телескопа James Webb Sp... |
MNRAS: Открыта самая удаленная вращающаяся дисковая галактика | |
С помощью телескопа ALMA ученые обнаружили отд... |
Nature Astronomy: Открытие помогает понять, как возникла Солнечная система | |
Астрономы обнаружили новые детали газовых пото... |
JC&AP: Следы антивещества в космических лучах возвращают к теме ВИМПов | |
Одна из главных задач современной космоло... |
Science: Ученые создают глобальные карты коронального магнитного поля | |
Учёные впервые проводили практически ежедневны... |
Ученые напрасно игнорировали звезды F-типа, вокруг которых тоже может быть жизнь | |
Возможно, за пределами Земли есть планеты... |
A&A: Ученые обнаружили планету на орбите ближайшей к нашему Солнцу звезды | |
С помощью Очень большого телескопа Европейской... |
Nature Astronomy: Поверхность Цереры состоит изо льда более чем на 90% | |
С 1801 года, когда Джузеппе Пиацци открыл перв... |
Составлена карта гравитационных «бассейнов притяжения» в локальной Вселенной | |
Группа международных исследователей во гл... |
Nature Astronomy: В космосе нашли пример того, что будет с Землей и Солнцем | |
Похожую на Землю планету, которая находит... |
Science Advances: Возможно, в глине Марса хранится часть атмосферы | |
Марс не всегда был холодной пустыней... |
MNRAS: Обнаружена необычная галактика, в которой газ светит ярче звезд | |
Открытие необычной галактики GS-NDG-9422 может... |
Выпускник МАИ создал облачный сервис для обработки космических снимков | |
Компания SR Data, резидент инновационного цент... |
Journal of Neurochemistry: Космические лучи нарушают когнитивную активность | |
Радиация из космоса может быть опасна для... |
Nature Astronomy: Астрономы разглядели уникальную асимметричную экзопланету | |
С помощью космического телескопа Джеймс Уэбб а... |
AJL: В лаборатории можно создать индикаторы жизни на других планетах | |
Один из способов понять, есть ли жиз... |
PNAS: Низкая гравитация в космосе ослабляет сердце и нарушает сердцебиение | |
30 дней держали 48 образцов биоинженерной серд... |
MNRAS: Достоверность стандартной модели солнечных вспышек поставили под сомнение | |
Солнечные вспышки — это интенс... |
A&A: Ученые дали четкое объяснение «плотности застройки» вокруг квазаров | |
Квазары — самые яркие объекты во&nb... |
Учёные МГУ: кубические спутники зафиксировали рост солнечной активности | |
Учёные МГУ и БГУ с помощью... |
MIT: Колебания Марса могут быть признаком темной материи | |
Если тёмная материя состоит из микроскопи... |
Nature Astronomy: Черная дыра способна «морить голодом» галактику-хозяина | |
С помощью космического телескопа James Webb ас... |
Ученые Сеченовского Университета вырастили клетки в космосе | |
Исследователи вырастили в условиях космич... |