Международная группа астрономов, в которую входят ученые из Женевского университета (UNIGE) и Национального центра компетенции в области исследований PlanetS, обнаружила наличие железных ветров в атмосфере сверхгорячего Юпитера WASP-76 b.
Эта планета с ее экстремальными условиями — более 2000 градусов по Цельсию — является главной целью для исследователей, которые в течение нескольких лет препарируют мельчайшие физические механизмы, работающие в ее атмосфере. Например, в апреле прошлого года там было обнаружено присутствие «радуги».
Открытие железных ветров, проносящихся над дневной стороной планеты, дает новое представление о сложной климатической динамике этого далекого мира. Эти результаты были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
Сверхгорячая экзопланета WASP-76 b стала предметом многочисленных исследований с момента ее открытия в 2013 году, выявив многочисленные экстремальные атмосферные явления. Предыдущие исследования международных групп, включая группы из UNIGE, выявили железный дождь на ее ночной стороне, присутствие бария в ее верхних слоях атмосферы и существование «радуги» на границе между ее дневной и ночной сторонами.
«Работа над WASP-76 b показывает нам, насколько экстремальными могут быть атмосферные условия на сверхгорячих Юпитерах», — объясняет соавтор исследования Дэвид Эренрайх из UNIGE. «Глубокий анализ этого типа планет дает нам ценную информацию для лучшего понимания планетарного климата в целом».
Для этого нового исследования группа астрономов сосредоточилась на дневной стороне WASP-76 b, температура которой составляет 2400 градусов по Цельсию, наблюдая ее с высоким спектральным разрешением в видимом свете. Главным результатом стало обнаружение потока атомов железа, движущегося из нижних в верхние слои атмосферы планеты.
«Это первый случай, когда столь подробные оптические наблюдения были проведены на дневной стороне этой экзопланеты, что позволило получить важные данные о структуре ее атмосферы», — объясняет соавтор исследования Ана Рита Коста Силва из Института астрофизики и космических исследований (Айова). «Наши наблюдения указывают на наличие мощных железных ветров, вероятно, подпитываемых горячей точкой в атмосфере».
Этот прорыв стал возможен благодаря использованию спектрографа ESPRESSO, известного своей точностью и стабильностью. Инструмент, созданный в основном UNIGE и установленный на Очень Большом Телескопе (VLT) ESO в Чили, использовался для получения спектров планеты с высоким разрешением.
Анализируя этот свет, команда смогла идентифицировать химические сигнатуры железа, движущегося в атмосфере планеты. Этот метод, известный как эмиссионная спектроскопия высокого разрешения, особенно эффективен для изучения атмосфер экзопланет.
«Способность ESPRESSO проводить такие точные измерения имеет решающее значение», — говорит соавтор исследования Кристоф Ловис из UNIGE. «Такой уровень точности позволяет нам исследовать динамические процессы в атмосферах экзопланет, таких как WASP-76 b, с беспрецедентным уровнем детализации».
Последовательные открытия, сделанные на WASP-76 b, открывают путь к лучшему пониманию экзопланетного климата, особенно в случае газовых гигантов, подвергающихся экстремальному облучению со стороны своей родительской звезды.
Детальное картирование атмосферных ветров и их химического состава помогает астрономам разработать полную модель эволюции этих далеких миров. Обнаружив железные ветры на WASP-76 b, астрономы предоставляют важную новую информацию для построения трехмерных моделей климата этой экзопланеты, что однажды может помочь им предсказать подобные явления на других далеких планетах.
