На екзопланеті виявлено «Веселку», яка виливає розплавлене залізо

Нові спостереження космічного телескопа вказують на існування «слави» в атмосфері WASP-76b, яскравого явища, схожого на веселку.

Космічний телескоп CHEOPS, науково-оперативний центр якого базується в Женевському університеті (UNIGE), надає нову інформацію про таємничу екзопланету WASP-76b. Для цього надгарячого гіганта характерна асиметрія між кількістю світла, що спостерігається на його східному термінаторі — фіктивній лінії, що відокремлює його нічну сторону від денної, — і кількістю світла, що спостерігається на його західному термінаторі. Вважається, що ця особливість пояснюється «славою», світловим явищем, схожим на веселку, яке виникає, якщо світло від зірки — «сонця», навколо якого обертається екзопланета — відбивається хмарами, що складаються з ідеально однорідної речовини. Якщо ця гіпотеза підтвердиться, це буде перше виявлення цього явища за межами нашої Сонячної системи. Ця робота, виконана у співпраці з Європейським космічним агентством (ESA) і Бернським університетом (UNIBE), опублікована в Astronomy & Astrophysics .

WASP-76b — надгаряча планета-гігант. Обертаючись до своєї головної зірки у дванадцять разів ближче, ніж Меркурій навколо нашого Сонця, він отримує більш ніж у 4000 разів більше сонячного випромінювання на Землі. «Екзопланета «роздута» інтенсивним випромінюванням її зірки. Отже, хоча він на 10% менший, ніж наш двоюрідний брат Юпітер, він майже вдвічі більший», — пояснює Моніка Лендл, доцент кафедри астрономії факультету природничих наук UNIGE та співавтор дослідження.

Елементи, які могли б утворити гірські породи на Землі, тануть і випаровуються, утворюючи хмари заліза, з яких капає дощ розплавленого заліза.

З моменту свого відкриття у 2013 році WASP-76b був предметом інтенсивного вивчення астрономів. Вийшла дивна пекельна картина. Одна сторона планети завжди звернена до зірки, температура досягає 2400 градусів за Цельсієм. Елементи, які утворили б гірські породи на Землі, плавляться і випаровуються тут, перш ніж конденсуватися на трохи прохолоднішій нічній стороні, утворюючи хмари заліза, з яких капає дощ розплавленого заліза.

Вирішальний внесок CHEOPS

Одним із найбільш тривожних спостережень для астрономів є асиметрія між двома термінаторами планети. Термінатор — це уявна лінія, яка розділяє денну і нічну сторони планети. У випадку WASP-76b спостереження показують збільшення кількості світла від термінатора на схід від планети порівняно з тим, що знаходиться на заході.

Щоб розгадати цю таємницю, астрономи використали не менше двадцяти трьох спостережень за допомогою космічного телескопа CHEOPS протягом трьох років. Супутник ESA, який пілотується Швейцарією та має науковий оперативний центр у Департаменті астрономії UNIGE, спостерігав численні вторинні затемнення планети (коли вона проходить за своєю зіркою) і кілька фазових кривих (безперервне спостереження під час повного оберту планети). планета).

Поєднавши ці нові дані з даними інших телескопів (TESS, Hubble і Spitzer), астрономи змогли висунути дивовижну гіпотезу, щоб пояснити надлишковий світловий потік на східній стороні планети: «Це несподіване світіння могло бути спричинене сильне, локалізоване та анізотропне відображення — тобто те, що залежить від напрямку — те, що ми називаємо славою», — пояснює Олів’є Деманжон, дослідник з Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço в Португалії та провідний автор дослідження.

Перший за межами нашої сонячної системи

Слави — звичайне явище на Землі. Їх також спостерігали на Венері. Ефект, подібний до веселки, виникає, коли світло відбивається хмарами, що складаються з абсолютно однорідних крапель. У випадку Землі краплі зроблені з води, але природа цих крапель на WASP-76b залишається загадковою. Це може бути залізо, оскільки воно вже було виявлено в надзвичайно гарячій атмосфері планети. Виявлення цього явища на WASP-76b є першим у своєму роді за межами нашої Сонячної системи.Виявлення таких крихітних явищ на такій великій відстані дозволить вченим ідентифікувати інші, не менш важливі.

«Причина, чому така слава ніколи не спостерігалася за межами нашої Сонячної системи, полягає в тому, що це явище вимагає дуже специфічних умов. Перш за все, частинки атмосфери повинні бути майже ідеально сферичними, абсолютно однорідними та достатньо стабільними, щоб спостерігати їх протягом тривалого часу. Ці краплі мають бути безпосередньо освітлені зіркою-господарем планети, а спостерігач — у цьому випадку ХЕОПС — має бути у правильному положенні», — пояснює Олів’є Деманжон.

Результати підлягають підтвердженню

Будуть потрібні додаткові дані, щоб з упевненістю підтвердити, що цей інтригуючий надлишок світла на східному термінаторі WASP-76b є справжньою славою. Це підтвердження засвідчило б наявність хмар, що складаються з ідеально сферичних крапель, які існують щонайменше три роки або постійно оновлюються. Щоб такі хмари зберігалися, температура атмосфери також повинна бути стабільною протягом тривалого часу — це захоплююче та детальне розуміння того, що може відбуватися на WASP-76b.

Виявлення таких крихітних явищ на такій великій відстані дозволить вченим та інженерам визначити інші, не менш важливі. Наприклад, відображення зоряного світла від рідких озер і океанів — необхідна умова придатності для життя.