Астрономы разглядели ночную сторону горячего Юпитера

Американским исследователям удалось оценить суточные изменения в атмосфере горячей экзопланеты-гиганта WASP-121b. Она приливно привязана к своей родительской звезде желтого карлика, а значит, постоянно обращена к ней одной стороной. Однако благодаря спектроскопической камере космического телескопа «Габбл» им удалось отследить изменения в спектре водяного пара, а затем составить температурную карту с обеих сторон планеты и даже определить ее химические особенности. О железных облаках и ветрах на более холодной стороне WASP-121b ученые сообщили в Nature Astronomy.

Что это за планета?
Целью ученых стал почти вдвое больше Юпитера газовый гигант WASP-121b. Его относят к категории горячих юпитеров из-за температуры более двух тысяч кельвинов, а вокруг своей звезды, желтого карлика спектрального класса F6V, планета вращается всего за 30,6 часа. Система находится в 850 световых годах от Земли и была найдена еще в 2015 году. Наблюдение за ней обнаружили в атмосфере планеты железо, магний,

хром и ванадий. Также WASP-121b заблокирована приливными силами звезды, поэтому всегда обращена к ней одной «дневной» стороной.

Особенностью планеты стало то, что «Габбл» разглядел у нее стратосферу с горячим водяным паром. И в новом исследовании американских астрономов, в том числе из Массачусетского технологического института, ученым удалось отследить циркуляцию воды в атмосфере планеты с ее "дневной" на "ночную" сторону. Итогом работы явилась глобальная карта распределения температуры в стратосфере WASP-121b.

Что по ту сторону гиганта?
Ученые наблюдали за WASP-121b с помощью инфракрасного спектрометра «Габбла» с 2018 по 2019 год, ориентируясь на линии водяного пара в спектре. Изменения в ней и помогли выяснить, что содержание водяного пара снижается с падением давления в результате термической диссоциации молекул. То есть на дневной стороне планеты из-за высоких температур содержание H2O резко падает, но при этом увеличивается количество свободных электронов, связывающихся с атомарным водородом, образуя отрицательно заряженный ион водорода H−. Однако тем временем на ночной стороне в результате снижения температуры молекулы воды рекомбинируют и снова попадают на дневную сторону

ветрами, которые гонят атомы вокруг планеты со скоростью до пяти километров в секунду. И цикл повторяется снова.

Созданная температурная карта показывает: в дневном полушарии WASP-121b температуры верхних слоев атмосферы могут достигать от 2500 до 3500 кельвинов, а в более холодной ночной спускаться ниже 1500 кельвинов и вплоть до 1800. образовывать облака на линии, отделяющей освещенную часть WASP-121b от темной, пока не вернутся на дневное полушарие, где снова испарятся.

Исследователи рассчитывают на исследование WASP-121b преемником «Габбла», телескопом имени Джеймса Уэбба, который уже добрался до своей рабочей орбиты и даже прислал первое фото.