Впервые ученым удалось создать подробную трехмерную карту атмосферы экзопланеты, предоставив беспрецедентные сведения о далеких мирах. Этот прорыв, достигнутый с использованием данных телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) и сложной методики под названием «картирование транзитов» (eclipse mapping), раскрывает отчетливые температурные зоны в атмосфере WASP-18b, газового гиганта, расположенного примерно в 400 световых годах от Земли. Эта новая техника имеет огромные перспективы для картирования температурных вариаций и структуры облаков на других экзопланетах в будущем.
Понимание картирования транзитов: новый подход
Как это работает
Картирование транзитов позволяет астрономам получать изображения экзопланет, которые иначе невидимы из-за ослепительного блеска их звезд. Эта техника использует естественное явление, когда планета проходит за звездой, постепенно затемняя свет, который она отражает. Тщательно измеряя, как изменяется свет от экзопланеты, по мере того, как она исчезает и появляется вновь, ученые могут определить температурные вариации на разных высотах и в регионах атмосферы. Это «чрезвычайно сложная задача», по словам Райана Чалленера, исследователя из Корнелльского университета и соавтора исследования, опубликованного в Nature Astronomy.
Развитие предыдущей работы: от 2D к 3D
Ранее ученые создали двухмерную карту температур WASP-18b. Новое исследование значительно расширяет эту работу, используя возможности JWST и используя разные длины волн света для создания гораздо более детального трехмерного представления. Селективно наблюдая за длинами волн, поглощаемыми такими веществами, как вода, исследователи могли нацеливаться на определенные уровни атмосферы, фактически «заглядывая» сквозь слои планеты.
WASP-18b: уникальный газовый гигант
WASP-18b — увлекательный объект для изучения. Этот газовый гигант имеет примерно в 10 раз больше массы, чем Юпитер, но совершает оборот вокруг своей звезды всего за 23 часа. Из-за приливного захвата одна сторона WASP-18b постоянно обращена к своей звезде, испытывая постоянный солнечный свет, в то время как другая сторона остается запертой во тьме.
Ключевые открытия об атмосфере WASP-18b
Наблюдения с JWST выявили две отчетливые температурные зоны на обращенной к звезде стороне WASP-18b:
- Центральный горячий участок: Круговая область, непосредственно обращенная к звезде, получающая наиболее интенсивный солнечный свет и демонстрирующая самые высокие температуры.
- Более холодное кольцо: Простирающееся наружу от горячего участка до края планеты, указывающее на то, что атмосферные ветры неэффективно перераспределяют тепло по всей поверхности.
Исследователи также обнаружили более низкую концентрацию водяного пара в горячем участке по сравнению со средним показателем для атмосферы планеты. Они предполагают, что это может быть связано с настолько высокими температурами, что они разрушают молекулы воды — предсказание, ранее подтвержденное теорией, а теперь подтвержденное наблюдениями.
«Мы думаем, что это доказательство того, что планета настолько горяча в этом регионе, что начинает разрушать воду», — сказал Чалленер. «Это было предсказано теорией, но действительно волнительно увидеть это с помощью реальных наблюдений».
Взгляд в будущее: будущие исследования и последствия
Исследователи признают, что дальнейшие измерения с помощью JWST могут значительно увеличить разрешение карты атмосферы WASP-18b. Это не только углубит наше понимание этой конкретной экзопланеты, но и позволит ученым изучать атмосферы других газовых гигантов, расширяя наши знания о планетарных системах за пределами нашей собственной. Этот прорыв представляет собой значительный скачок вперед в нашей способности характеризовать экзопланеты и искать потенциальные признаки обитаемости на далеких мирах.
