«Джеймс Уэбб» разглядел асимметрию атмосферы ультрагорячего юпитера с дождями из рубинов и сапфиров

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» помог астрономам уточнить «прогноз погоды» на одной из самых экстремальных по условиям среды экзопланет — WASP-121b. Этот газовый гигант относится к ультрагорячим юпитерам. Он находится настолько близко к своей звезде, что совершает полный оборот вокруг неё за 30,5 часа. Но именно эта близость позволила относительно детально изучить атмосферу экзопланеты, в чём также помог уникальный космический телескоп.

Условия на WASP-121b почти невозможно представить в земных реалиях: скорость ветров на ней может достигать 18 тыс. км/ч, а дневная сторона разогрета настолько, что там испаряются металлы. На более холодной ночной стороне эти вещества могут конденсироваться и выпадать в виде экзотических осадков — от жидких металлов до минералов, вплоть до рубинов и сапфиров.

«Джеймс Уэбб» получает данные о подобных экзопланетах методом транзитной спектроскопии: учёные анализируют, как меняется свет звезды, проходя через атмосферу планеты. Поэтому, когда WASP-121b пересекала диск светила, астрономы внимательно собирали данные на всех широтах. И вот что открылось.

Оказалось, что атмосфера WASP-121b на границе дня и ночи горячее, чем на границе ночи и дня. Уточним: экзопланета находится в приливном захвате у своей звезды и всегда обращена к ней одной и той же стороной. Картина асимметрии нагрева атмосферы хорошо согласуется с моделями мощного переноса тепла ветрами с раскалённой дневной стороны. В спектрах также видны атмосферные различия, связанные с водяным паром и угарным газом: на более горячих участках молекулы воды могут разрушаться, а на утренней стороне возможны облака из силикатных минералов.

Подтверждение полученных в ходе прямых наблюдений данных результатами моделирования даёт уникальную возможность уточнить модели поведения атмосфер далёких миров. Сама планета WASP-121b, кстати, находится на расстоянии примерно 880 световых лет от Земли. Увидеть асимметрию её атмосферы на таком удалении — это равносильно чуду, если к науке вообще применимо такое определение.

Безусловно, использованная для изучения атмосферы WASP-121b методика в будущем будет применяться и к другим ультрагорячим экзопланетам, что поможет сравнивать их атмосферную динамику и химию, а также накапливать данные об эволюции планетарных объектов в целом.