Використовуючи дані від кількох телескопів, учені виявили хмари на гігантській газовій екзопланеті, що розташована приблизно за 520 світлових років від Землі. Спостереження були настільки детальними, що навіть дали змогу визначити висоту хмар і структуру верхніх шарів атмосфери з максимальною точністю.
Це дослідження допоможе нам краще розібратися в атмосферах екзопланет і відшукати світи, у спектрах яких можуть бути присутніми умови, сприятливі для життя або біосигнатури. Ми також наближаємося до створення прогнозів погоди для віддалених інопланетних світів.
Досліджувану екзопланету WASP-127b було відкрито 2016 року. Це гарячий і тому роздутий об'єкт, що обертається по орбіті так близько до своєї зірки, що його рік триває всього 4,2 дня. Екзопланета в 1,3 раза більша за Юпітер, але її маса всього на 16% більша за масу Юпітера.
Це означає, що її атмосфера дуже тонка і крихка - ідеальний варіант для аналізу її складу на основі світла, що проходить через неї від зірки-господаря екзопланети.
Для цього група дослідників на чолі з астрономом Роменом Аллартом з Університету Монреаля в Канаді використовувала інфрачервоні дані космічного телескопа Габбл і оптичні дані приладу ESPRESSO, встановленого на наземному Дуже великому телескопі, щоб вивчити атмосферу WASP-127b на різних рівнях.
"По-перше, на подібних планетах ми раніше виявляли натрій, проте цього разу його присутність було помічено на набагато меншій висоті, ніж передбачалося", - повідомляє Алларт.
"По-друге, були виявлені інтенсивні сигнали водяної пари в інфрачервоному спектрі, але абсолютно не у видимому діапазоні хвиль. Це свідчить про те, що водяна пара на нижчих рівнях блокується хмарами, непроникними для видимого діапазону хвиль, але такими, що пропускають інфрачервоне випромінювання".
Визначення складу атмосфери екзопланет - складне завдання. Причина в тому, що більшість екзопланет ми не можемо спостерігати безпосередньо; ми робимо висновки про їхню наявність на основі впливу, який вони чинять на свої зірки-господарі. Одним із таких ефектів є затемнення і освітлення - коли екзопланета проходить між нами і зіркою, світло зірки трохи тьмяніє.
Якщо це відбувається досить часто і регулярно, це вказує на орбітальну екзопланету. Ми можемо використовувати цю інформацію і для інших цілей. Коли світло зірки проходить через атмосферу екзопланети, довжини хвиль у спектрі можуть бути поглинені різними елементами. Ми називаємо ці сигнатури лініями поглинання і можемо їх аналізувати, щоб визначити склад атмосфери.
Саме це і зробили Алларт і його колеги, використовуючи дані про поглинання з високою роздільною здатністю, щоб визначити висоту хмар до напрочуд низького рівня з атмосферним тиском між 0,3 і 0,5 міллібарами.
"Поки ми не знаємо складу хмар, крім того, що вони не містять водяних крапель, як на Землі", - стверджує Алларт.
"Ми також здивовані, виявивши натрій у несподіваному місці на нашій планеті. Майбутні дослідження дадуть нам змогу краще розібратися не тільки в структурі атмосфери, а й у ставленні до WASP-127b, який виявляється дивовижним місцем."
Аналіз дослідницької групи також виявив особливості обертання WASP-127b навколо своєї батьківської зірки. У Сонячній системі, де все впорядковано, всі планети обертаються в тому ж напрямку, що й Сонце, майже в площині його екватора. Це пов'язано з процесом формування Сонячної системи з диска матерії навколо протозірки, що обертається.
Однак WASP-127b обертається не тільки в протилежному напрямку від своєї зірки, а й під крутим кутом, майже навколо її полюсів. За оцінками, вік системи становить близько 10 мільярдів років, що вказує на те, що в цій ділянці відбувається щось незвичайне.
"Таке положення несподіване для гарячого Сатурна в старій зоряній системі і може бути зумовлене наявністю невідомого супутника", припускає Алларт.
"Усі ці унікальні особливості роблять WASP-127b планетою, яку активно вивчатимуть у майбутньому."
