Міжнародна команда астрономів, що включає дослідників з Бернського та Женевського університетів, дуже детально проаналізувала атмосферу однієї з найбільш екстремальних відомих планет. Результати дослідження цієї гарячої, схожої на Юпітер планети, яка вперше була охарактеризована за допомогою космічного телескопа CHEOPS, можуть допомогти астрономам зрозуміти складнощі атмосфер багатьох інших екзопланет, включаючи планети, подібні до Землі.
Атмосфера Землі не є однорідною оболонкою, а складається з окремих шарів, кожен з яких має характерні властивості.
Найнижчий шар, що простягається від рівня моря за межі найвищих гірських вершин - тропосфера - містить більшу частину водяної пари і, таким чином, є шаром, в якому відбувається більшість погодних явищ.
Шар над ним - стратосфера - містить знаменитий озоновий шар, що захищає нас від шкідливого ультрафіолетового випромінювання Сонця.
У новому дослідженні, опублікованому в журналі Nature Astronomy, міжнародна група дослідників на чолі з ученими з Лундського університету вперше показала, що атмосфера однієї з найбільш екстремальних відомих планет також може мати виразні шари, хоча і з іншими характеристиками.
WASP-189b - планета за межами нашої Сонячної системи, розташована в 322 світлових роках від Землі. Спостереження за допомогою космічного телескопа CHEOPS в 2020 році показали, серед іншого, що планета знаходиться в 20 разів ближче до своєї батьківської зірки, ніж Земля до Сонця, і має денну температуру 3200 градусів за Цельсієм.
Зірка HD 133112 або WASP-189 - зірка А-типу віком 730 мільйонів років, розташована в напрямку сузір'я Терезів. WASP-189b - газовий гігант, що приблизно в 1,6 рази перевищує радіус Юпітера. Він знаходиться приблизно в 20 разів ближче до зірки, ніж Земля до Сонця, і здійснює повний оборот навколо зірки всього за 2,7 дня.
Пізніші дослідження за допомогою спектрографа HARPS в обсерваторії Ла Сілья в Чилі вперше дозволили дослідникам ближче вивчити атмосферу цієї екзопланети.
"Ми виміряли світло, що виходить від зірки-господаря планети і проходить через атмосферу планети. Гази в її атмосфері поглинають частину зоряного світла, подібно до озону, що поглинає частину сонячного світла в атмосфері Землі, і тим самим залишають свій характерний відбиток. За допомогою HARPS ми змогли ідентифікувати відповідні речовини ", - пояснює провідний автор дослідження Бібіана Принот.
За словами вчених, гази, які залишили свої відбитки в атмосфері WASP-189b, включали залізо, хром, ванадій, магній і марганець.
Одна особливо цікава речовина, яку виявила команда, - це газ, що містить титан: оксид титану. Хоча оксиду титану на Землі дуже мало, він може відігравати важливу роль в атмосфері WASP-189b, подібно озону в атмосфері Землі.
"Оксид титану поглинає короткохвильове випромінювання, наприклад, ультрафіолетове. Таким чином, його виявлення може вказувати на шар в атмосфері WASP-189b, який взаємодіє із зірковим випромінюванням аналогічно тому, як озоновий шар взаємодіє з випромінюванням Сонця ", - сказав співавтор дослідження Кевін Хенг, професор астрофізики Бернського університету і член NCCR PlanetS.
Інший погляд на екзопланети
"У минулому астрономи часто припускали, що атмосфери екзопланет існують як однорідний шар. Але наші результати показують, що навіть атмосфери сильно опромінених газових планет-гігантів мають складну тривимірну структуру ", - кажуть вчені.
"Ми переконані, що для повного розуміння цих та інших типів планет, у тому числі більш схожих на Землю, нам необхідно оцінити тривимірну природу їх атмосфер. Це вимагає інновацій у методах аналізу даних, комп'ютерного моделювання та фундаментальної теорії атмосфери ", - підсумовує Кевін Хенг.
Дослідження було опубліковано в журналі Nature Astronomy.