Хаббл исследует экстремальную погоду на сверхгорячем Юпитере

Прочитано: 82 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 голосов, среднее: 5,00 из 5)
Loading ... Loading ...


Изучая уникальный класс сверхгорячих экзопланет, астрономы космического телескопа НАСА Хаббл, возможно, захотят потанцевать под песню для вечеринки Калипсо «Горяче, горячо, горячо». Это потому, что эти раздутые миры размером с Юпитер настолько ненадежно близки к своей родительской звезде, что они поджариваются при кипящих температурах выше 3000 градусов по Фаренгейту. Этого достаточно, чтобы испарить большинство металлов, включая титан. У них самая горячая планетарная атмосфера из когда-либо виденных.

В двух новых работах группы астрономов Хаббла сообщают о странных погодных условиях в этих раскаленных мирах. На одной планете идет дождь из испарившегося камня, а на другой верхняя атмосфера становится скорее горячей, чем прохладной, потому что она «обжигается» интенсивным ультрафиолетовым (УФ) излучением своей звезды.

Это исследование выходит за рамки простого поиска странных и причудливых планетных атмосфер. Изучение экстремальной погоды дает астрономам лучшее представление о разнообразии, сложности и экзотической химии, происходящей в отдаленных мирах по всей нашей галактике.


«У нас до сих пор нет хорошего понимания погоды в разных планетарных средах», — сказал Дэвид Синг из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, соавтор двух исследований. «Когда вы смотрите на Землю, все наши прогнозы погоды по-прежнему точно настроены на то, что мы можем измерить. Но когда вы отправляетесь на далекую экзопланету, ваши способности к предсказанию ограничены, потому что вы не построили общую теорию о том, как все в атмосфере идет вместе и реагирует на экстремальные условия. Даже если вы знаете основы химии и физики, вы не знаете, как это будет проявляться сложным образом».

В статье в журнале Nature от 6 апреля астрономы описывают наблюдения Хаббла над WASP-178b, расположенной на расстоянии около 1300 световых лет. На дневной стороне атмосфера безоблачна и обогащена монооксидом кремния. Поскольку одна сторона планеты постоянно обращена к своей звезде, жаркая атмосфера устремляется к ночной стороне со сверхураганной скоростью, превышающей 2000 миль в час. На темной стороне монооксид кремния может достаточно остыть, чтобы сконденсироваться в горную породу, выпадающую дождем из облаков, но даже на рассвете и в сумерках планета достаточно горячая, чтобы испарить горную породу. «Мы знали, что увидели что-то действительно интересное с этой особенностью монооксида кремния», — сказал Джош Лотрингер из Университета Юта-Вэлли в Ореме, штат Юта.

В статье, опубликованной в выпуске Astrophysical Journal Letters от 24 января , Гуанвэй Фу из Мэрилендского университета в Колледж-Парке сообщил о сверхгорячем Юпитере KELT-20b, расположенном примерно в 400 световых годах от нас. На этой планете вспышка ультрафиолетового света от ее родительской звезды создает тепловой слой в атмосфере, очень похожий на земную стратосферу. «До сих пор мы никогда не знали, как звезда-хозяин напрямую влияет на атмосферу планеты. Было много теорий, но теперь у нас есть первые данные наблюдений», — сказал Фу.

Для сравнения, на Земле озон в атмосфере поглощает УФ-излучение и повышает температуру в слое на высоте от 7 до 31 мили над поверхностью Земли. На KELT-20b УФ-излучение звезды нагревает металлы в атмосфере, что создает очень сильный тепловой инверсионный слой.

Доказательства были получены в результате обнаружения Хабблом воды в наблюдениях в ближнем инфракрасном диапазоне, а также в результате обнаружения угарного газа космическим телескопом Спитцер НАСА. Они излучаются через горячую прозрачную верхнюю атмосферу, созданную инверсионным слоем. Эта сигнатура уникальна по сравнению с тем, что астрономы видят в атмосферах горячих юпитеров, вращающихся вокруг более холодных звезд, таких как наше Солнце. «Спектр излучения KELT-20b сильно отличается от спектра других горячих юпитеров», — сказал Фу. «Это убедительное доказательство того, что планеты не живут изолированно, а находятся под влиянием своей звезды-хозяина».

Хотя сверхгорячие Юпитеры непригодны для жизни, такого рода исследования помогают лучше понять атмосферу потенциально обитаемых земных планет. «Если мы не сможем понять, что происходит на сверхгорячих Юпитерах, где у нас есть надежные надежные данные наблюдений, у нас не будет шанса выяснить, что происходит в более слабых спектрах при наблюдении экзопланет земной группы», — сказал Лотрингер. «Это проверка наших методов, которая позволяет нам получить общее представление о физических свойствах, таких как образование облаков и структура атмосферы».

Хаббл исследует экстремальную погоду на сверхгорячем Юпитере



Новости партнеров