Ученые нашли 2 различных сумеречных режима на одной планете

Астрономы впервые провели углублённый анализ атмосферных зон утренних и вечерних сумерек экзопланеты WASP-121 b, выявив значительные различия в их химическом составе. WASP-121 b, горячая юпитерианская планета, находится в состоянии приливного захвата: один её полюс непрерывно освещён звездой, в то время как другой погружён в вечную темноту. Учёные из Института астрономии Общества Макса Планка совместно с космическим телескопом «Джеймс Уэбб» осуществили детальный спектроскопический анализ, позволивший зафиксировать существенные различия в температуре и химическом составе атмосферных слоёв на дневной и ночной сторонах планеты.

Полный оборот WASP-121 b вокруг своей звезды занимает всего несколько дней. На освещённой стороне наблюдаются экстремальные температуры, достигающие 2770 Кельвинов, тогда как на ночной стороне температура снижается до 1000 Кельвинов. Это создаёт значительный температурный градиент в 1775°C, что является одним из самых экстремальных примеров в Солнечной системе. Для исследования атмосферных слоёв планеты по долготам учёные использовали инновационный метод, основанный на наблюдении прохождения планеты на фоне звезды. Этот метод позволил им детально изучить утренний и вечерний терминаторы, что ранее было недоступно. Кирилл Гаппа из Института астрономии Общества Макса Планка отметил, что изменения в поглощении света способствуют сканированию атмосферных слоёв планеты, что является ключевым для получения точных данных о её химическом составе и динамике.

Анализ показал, что различия между утренним и вечерним терминаторами более выражены, чем предполагалось ранее. В вечерней зоне наблюдается интенсивное поглощение инфракрасного излучения, обусловленное мощными восточными ветрами, которые переносят тепло с дневной стороны на ночную. Эти ветры также способствуют увеличению поглощения монооксида углерода (CO), что свидетельствует о активных термохимических процессах в атмосфере планеты. В частности, восточные ветры могут способствовать образованию химических соединений, таких как CO, через фотохимические реакции, вызванные интенсивным ультрафиолетовым излучением.

Изучение содержания водяного пара (H₂O) в атмосфере WASP-121 b привело к неожиданным результатам. Вместо ожидаемого увеличения концентрации водяного пара при повышении температуры, молекулы воды разрушаются под воздействием экстремальных термических условий. На утреннем терминаторе фиксируются более низкие температуры и присутствие загрязнений, что приводит к образованию облаков из силикатных и минеральных частиц. Эти облака эффективно блокируют инфракрасное излучение, создавая иллюзию более низкой температуры на дневной стороне. Этот феномен указывает на сложные процессы конденсации и химического взаимодействия в атмосфере планеты.

Авторы исследования подчёркивают значительный научный потенциал данной методики для изучения атмосфер других горячих газовых гигантов. Технологические возможности космического телескопа «Джеймс Уэбб» позволяют проводить сравнительный анализ атмосферных характеристик экзопланет, что способствует углублению понимания физических и химических процессов, происходящих в экстремальных условиях. Эти данные имеют ключевое значение для астробиологии, поскольку они могут предоставить информацию о потенциальных условиях для существования жизни на других планетах, пишет progorodsamara.ru.