Новые данные, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, предоставили астрономам ключевые сведения о возможных местах и механизмах формирования экзопланеты WASP-121b. Этот гигант расположен настолько близко к своей звезде, что год там длится всего 30,5 часов. Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Группа исследователей, возглавляемая Томасом Эвансом-Сомой и Сирилом Гаппом, выявила присутствие воды, угарного газа, оксида кремния и метана в атмосфере планеты. Эти наблюдения позволили создать «химическую карту» WASP-121b, проследив её путь от момента формирования до нынешней экстремальной орбиты.
Несмотря на то, что в настоящее время WASP-121b находится в двух диаметрах звезды от её поверхности, данные указывают, что планета образовалась далеко за пределами так называемой «линии замерзания» — области, где вода существует в форме льда. В этом холодном регионе достаточно тепла, чтобы метан испарялся, насыщая газ пылевого диска.
После своего образования WASP-121b начала долгий путь внутрь своей звёздной системы, приближаясь к звезде. При этом она набирала массу, поглощая богатый углеродом газ, тогда как кислород оставался замороженным в виде водяного льда. Это привело к необычно высокому соотношению углерода к кислороду в атмосфере планеты по сравнению со звездой.
Особый интерес исследователей вызвало наличие метана на ночной стороне планеты, где температура достигает «всего» 1500 °C. На дневной стороне, разогретой до 3000 °C, метан разрушается. Однако его наличие даже на ночной стороне оказывается неожиданным, поскольку модели предсказывали, что газ не успевает адаптироваться к изменению температуры. Однако метан нашли в изобилии.
Это открытие предполагает наличие мощных вертикальных ветров, поднимающих метан из глубин атмосферы, что требует пересмотра существующих моделей атмосферных процессов на таких планетах.
Телескоп Уэбба наблюдал планету на всех этапах её орбиты, фиксируя изменения в спектре излучения как на дневной, так и на ночной стороне. Важно, что астрономам удалось изучить атмосферу, когда планета проходила перед своей звездой, что позволило зафиксировать «химический отпечаток». Эти данные подтвердили присутствие воды, оксида кремния и угарного газа, но метан в зоне между дневной и ночной сторонами не был обнаружен, что вновь указывает на активную вертикальную циркуляцию на ночной стороне.
WASP-121b — это не просто интересная экзопланета, а своего рода «естественная лаборатория» для изучения формирования и эволюции планетных атмосфер, особенно в экстремальных условиях. Опираясь на новые методы анализа, учёные сделали важный шаг к пониманию сложных процессов в других солнечных системах, возможно, схожих с нашей.
Недавно на окраинах Солнечной системы был найден загадочный объект.