Международная группа астрономов с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST) исследовала экзотическую атмосферу экзопланеты LTT 9779 b, редкого «сверхгорячего Нептуна». Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Джеймс Уэбб увидел редкую экзопланету класса сверхгорячих Нептунов
Международная группа астрономов с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб исследовала экзотическую атмосферу экзопланеты LTT 9779 b, редкого «сверхгорячего Нептуна».
Сверхгорячий Нептун. Реконструкция атмосферы. https://www.scimag.news/
Когда в 2009 году на поиски экзопланет стартовал космический телескоп Kepler, астрономы восхищались его возможностями, надеялись, что он поможет найти много планет, и мечтательно говорили, что, наверно, следующее поколение телескопов не только увидит слабые тени планет, но и позволит исследовать их атмосферы. Эти надежды не просто сбылись. Сегодня мы может наблюдать атмосферы экзопланет в таких подробностях, о которых всего полтора десятка лет назад никто даже не мечтал.
Исследование показало, что на планете LTT 9779 b экстремальные погодные условия и редкая по составу атмосфера. Экзопланета относится к так называемой «пустыне горячих нептунов», — категории планет, о существовании которых известно очень мало. Гигантские планеты, вращающиеся очень близко к своим родительским звездам — так называемые горячие Юпитеры — обычно хорошо заметны для современных методов поиска экзопланет. Но сверхгорячие Нептуны, такие как LTT 9779 b, остаются очень редким явлением.
«Найти планету такого размера так близко к своей звезде — это как найти снежок, который не растаял на огне», — говорит соавтор работы Луи-Филипп Куломб из Монреальского университета.
Родительская звезда LTT 9779 находится на расстоянии 264 световых лет от нас. И радиус, и масса, и температура звезды примерно такие же, как у Солнца, но она намного моложе — ей 1,7 миллиарда лет.
Лаборатория инопланетной погоды
Иллюстрация LTT 9779 b, сверхгорячего Нептуна. Эта планета вращается так близко к своей звезде, что ее атмосфера раскалена добела, светится от собственного тепла и одновременно отражает звездный свет.
Совершая оборот вокруг своей звезды менее чем за день, LTT 9779 b подвергается воздействию очень высокой температуры, достигающей почти 2000°C на своей дневной стороне. Планета находится в состоянии приливной блокировки (подобно нашей Луне), то есть одна сторона постоянно обращена к своей звезде, а другая остается в вечной темноте.
Несмотря на такие экстремальные условия, на дневной стороне планеты в ее более холодном западном полушарии есть облака отражающие свет звезды, что создает разительный контраст с более жаркой восточной стороной. «Эта планета представляет собой уникальную лабораторию для понимания того, как облака и перенос тепла взаимодействуют в атмосферах миров, подвергающихся сильному воздействию своих звезд», — говорит Куломб.
Картографирование атмосферы сверхгорячего Нептуна
Переход LTT 9779 b от облачности к ясному небу.
Исследовательская группа подробно изучила атмосферу, проанализировав как тепло, излучаемое планетой, так и свет, который она отражает от своей звезды. Чтобы создать более четкую картину, они наблюдали планету в нескольких положениях на ее орбите и анализировали ее свойства на каждой фазе. Они обнаружили облака, состоящие из силикатных минералов, которые образуются на немного более холодной западной стороне дневной стороны планеты. Эти отражающие облака помогают объяснить, почему эта планета такая яркая в видимом диапазоне.
Объединив этот отраженный свет с тепловыми излучениями, группа смогла создать подробную модель атмосферы планеты. Их результаты показывают тонкий баланс между интенсивным теплом от звезды и способностью планеты перераспределять энергию. Исследование обнаружило водяной пар в атмосфере, что дает важные подсказки о составе планеты и процессах, которые управляют ее экстремальной средой.
«Эти результаты дают нам новый взгляд на понимание динамики атмосферы на газовых Нептунах», — говорит Куломб. — «Это только начало того, что Джеймс Уэбб может рассказать об этих захватывающих мирах».