Каменные тучи и ясное небо: «Уэбб» открыл безумную погоду на далекой планете
Астрономы впервые смогли разглядеть отдельно утреннюю и вечернюю стороны экзопланеты. Оказалось, что облака на одной из половин искажали химические показатели атмосферы более десяти лет. Исследование вышло в Science.
Изучение атмосфер далеких экзопланет всегда упирается в одну и ту же проблему — облака. Они рассеивают свет и размывают спектры, мешая определить точный газовый состав. Исследователям долго приходилось усреднять полученные сигналы, однако новые данные космического телескопа «Джеймс Уэбб» доказали: такая стратегия приводила к колоссальным ошибкам в расчетах.
Минеральные дожди и вечное утро
Объектом исследования стал газовый гигант WASP-94A b, расположенный в 700 световых годах от Земли. Он относится к классу горячих юпитеров. Планета находится в приливном захвате: одна ее сторона всегда обращена к звезде, там температура превышает 500 °C, а другая — погружена в вечную тьму.
Ученые под руководством Дэвида Синга из Университета Джонса Хопкинса (США) использовали «Уэбб», чтобы впервые изучить утренний и вечерний края планеты по отдельности в момент ее транзита по диску звезды. Результаты показали колоссальную разницу в погоде.
На утренней стороне, куда поступают прохладные воздушные массы с ночной половины, висят густые облака. Они состоят не из водяного пара, а из силиката магния (минерала, формирующего земные горные породы), железа и сульфида магния. Вечерняя же сторона оказалась абсолютно чистой — там ученые четко зафиксировали сильные сигналы водяного пара. Температурная разница между краями достигает 270 °C.
Исправление стократной ошибки
Предыдущие наблюдения телескопа «Хаббл», который не мог разделять края диска и усреднял данные, указывали на то, что WASP-94A b перенасыщена углеродом и кислородом — их показатели якобы превышали уровень Юпитера в сотни раз. Это противоречило всем законам формирования планет.
Чистый спектр с вечерней стороны, полученный «Уэббом», расставил все по местам: реальное содержание элементов всего в пять раза выше юпитерианского, что укладывается в рамки стандартных моделей. Искажение данных, как выяснилось, было вызвано именно плотным слоем дневных минеральных облаков.
Ключ к поиску жизни
Ученые применили новый метод раздельного анализа к восьми другим горячим гигантам и обнаружили аналогичную ситуацию еще у двух планет — WASP-39 b и WASP-17 b. Это доказывает, что облака на таких объектах формируются из конденсированных минералов, а не под воздействием света звезды.
Подобный облачный барьер еще сильнее выражен на небольших каменистых суперземлях в обитаемой зоне. Любые попытки найти биомаркеры — химические следы жизни — столкнутся с плотной взвесью в атмосферах. Теперь астрономы планируют использовать этот метод для изучения планет, потенциально пригодных для жизни.
