Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил необычную форму атмосферы далёкой планеты
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» помог астрономам впервые подробно восстановить несимметричную форму атмосферы экзопланеты WASP-17b, расположенной примерно в 1300 световых годах от Земли. Исследование показало, что с одной стороны газовая оболочка планеты заметно расширена из-за высокой температуры и мощных ветров. Разница температур между противоположными краями атмосферы достигает примерно 650 градусов Цельсия.
Открытие сделала международная группа исследователей под руководством Лили Олдерсон из Корнеллского университета совместно с учёными Бристольского университета. Они изучили горячий газовый гигант WASP-17b, который почти вдвое больше Юпитера по радиусу и совершает полный оборот вокруг своей звезды примерно за 3,7 земных суток.
Планета находится настолько близко к звезде, что постоянно обращена к ней одной стороной. В результате одно полушарие непрерывно освещено, а другое остаётся в темноте. Мощные атмосферные потоки переносят нагретый газ с дневной стороны на ночную, создавая значительные различия температуры и плотности атмосферы.
Чтобы исследовать эти процессы, астрономы применили новый метод, получивший название «трансмиссионные струны». Он позволяет анализировать, как меняется количество звёздного света, проходящего через разные участки атмосферы, когда планета движется перед диском своей звезды. В отличие от традиционных методов, которые рассматривают атмосферу как равномерное кольцо, новый подход позволяет восстановить её очертания и свойства на разных широтах.
Анализ данных «Джеймса Уэбба» показал, что температура на утреннем краю атмосферы WASP-17b составляет приблизительно 585 градусов Цельсия, а на вечернем — около 1250 градусов. Горячий газ, поступающий с освещённой стороны планеты, расширяется сильнее и образует более протяжённую атмосферу. После переноса через ночное полушарие он охлаждается, поэтому противоположный край оказывается менее раздутым.
Исследователи также изучили распределение водяного пара и углекислого газа. Их содержание в пределах точности измерений оказалось примерно одинаковым вдоль исследованной границы атмосферы, несмотря на существенные температурные различия. Полученные результаты согласуются с моделями атмосферной циркуляции горячих газовых гигантов.
Новый метод позволяет изучать строение далёких атмосфер без получения прямых изображений планет. На основе изменений звёздного света астрономы восстанавливают распределение температуры и поглощающих излучение газов. В дальнейшем эту технологию можно будет использовать для составления более подробных карт атмосфер других экзопланет и изучения погодных процессов на мирах за пределами Солнечной системы.
Исследование в журнале Nature Astronomy.