Астрономы впервые заглянули в атмосферу планеты за пределами Солнечной системы и составили карту ее трехмерной структуры. Объединив все четыре телескопа Европейской южной обсерватории (ESO's VLT), ученые обнаружили мощные ветры, несущие химические элементы, такие как железо и титан, которые создают сложные погодные условия в атмосфере планеты. Исследование открывает возможности для детального изучения химического состава и погоды других инопланетных миров.
«Атмосфера этой планеты ведет себя таким образом, что бросает вызов нашему пониманию того, как устроена погода — не только на Земле, но и на всех планетах. Это похоже на что-то из научной фантастики», — говорит Джулия Виктория Зайдель, научный сотрудник Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature.
Планета WASP-121b (также известная как Тайлос) находится на расстоянии около 900 световых лет в созвездии Корма. Это — сверхгорячий газовый гигант, вращающийся вокруг своей звезды настолько близко, что год на нем длится всего около 30 земных часов. Кроме того, одна сторона планеты раскалена добела, так как всегда обращена к звезде, а другая — гораздо холоднее.
Команда исследователей проникла вглубь атмосферы Тайлоса, где обнаружила отдельные ветры в разных слоях, затем ученые составили карту трехмерной структуры атмосферы. Впервые астрономам удалось так глубоко и детально изучить атмосферу планеты за пределами нашей Солнечной системы.
«То, что мы обнаружили, удивительно: струйный поток вращает вещество вокруг экватора планеты, в то время как отдельный поток на нижних уровнях атмосферы перемещает газ с горячей стороны на более холодную. Такой климат не наблюдался ранее ни на одной планете», — говорит Зайдель. Наблюдаемый струйный поток охватывает половину планеты, набирает скорость и яростно перемешивает атмосферу высоко в небе, когда пересекает горячую сторону Тайлоса. «Даже самые сильные ураганы в Солнечной системе кажутся спокойными по сравнению с ними», — добавляет она.
Чтобы раскрыть трехмерную структуру атмосферы экзопланеты, команда использовала инструмент ESPRESSO на VLT ESO для объединения света четырех больших телескопов в единый сигнал. Этот комбинированный режим VLT собирает в четыре раза больше света, чем отдельные телескопы, что позволяет выявить неуловимые детали. Наблюдая за планетой в течение одного полного транзита перед звездой-хозяйкой, ESPRESSO смог обнаружить следы нескольких химических элементов, что помогло исследовать различные слои атмосферы.
«VLT позволил нам изучить три различных слоя атмосферы экзопланеты», — говорит соавтор исследования Леонардо А. дос Сантос, помощник астронома из Научного института космического телескопа в Балтиморе (США). Команда проследила за движением железа, натрия и водорода, что помогло отследить ветры в глубоких, средних и мелких слоях атмосферы планеты соответственно. «Это тот вид наблюдений, который очень сложно провести с помощью космических телескопов, что подчеркивает важность наземных наблюдений за экзопланетами», — добавляет он.
Интересно, что исследования также выявили присутствие титана чуть ниже струйного течения, о чем говорится в сопутствующем исследовании, опубликованном в журнале Astronomy and Astrophysics. Это стало еще одним сюрпризом, поскольку предыдущие наблюдения за планетой показали отсутствие этого элемента, возможно, потому, что он скрыт глубоко в атмосфере.
[Фото: ESO / M. Kornmesser]
