Космический телескоп «Джеймс Уэбб» раскрыл происхождение экстремально горячей экзопланеты WASP-121b

Новое исследование, проведенное с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», проливает свет на происхождение и уникальные свойства ультрагорячей экзопланеты WASP-121b. Ученые обнаружили в ее атмосфере редкие газы — метан и оксид кремния, что дало важные подсказки о том, где именно в протопланетном диске могла сформироваться эта планета.

От ледяных окраин к раскаленному центру

Анализ химического состава WASP-121b показывает, что планета, скорее всего, сформировалась в холодной зоне своего звездного диска, где температуры позволяют воде оставаться в замороженном виде, а метану — испаряться в газ. В нашей Солнечной системе такая область находится между орбитами Юпитера и Урана. Но сейчас WASP-121b вращается крайне близко к своей звезде — на расстоянии всего в два диаметра самой звезды, завершая полный оборот за 30,5 часа. Это предполагает, что после формирования планета совершила длительное путешествие из холодных окраин к центру системы, обогнав множество других планетарных тел.

Удивительное открытие метана и вертикальные потоки

На дневной стороне WASP-121b температуры достигают 3000°C, что делает метан крайне нестабильным — он должен разрушаться. Однако на ночной стороне планеты, где температура падает до 1500°C, исследователи неожиданно обнаружили метан. Это противоречит ожиданиям: по моделям атмосферы газ с дневной стороны должен быстро перемещаться на ночную, не успевая перестроиться под более низкие температуры, а значит, метан должен отсутствовать. Чтобы объяснить этот феномен, ученые предполагают наличие мощных вертикальных потоков в атмосфере, которые поднимают метан из нижних, более холодных слоев. Эти открытия ставят под сомнение существующие модели динамики экзопланетных атмосфер.

Состав атмосферы: ключ к прошлому планеты

В атмосфере WASP-121b зафиксированы водяной пар, угарный газ, метан и оксид кремния — первый случай обнаружения этого газа в планетной атмосфере. Кремний, вероятно, попал на планету в виде твердых минералов, таких как кварц, которые формируются в астероидах-планетезималях. Этот процесс занимает длительное время и указывает на то, что формирование атмосферы планеты происходило на поздних этапах ее развития. "Соотношения углерода, кислорода и кремния в атмосфере рассказывают нам историю формирования планеты", — объясняет руководитель исследования Томас Эванс-Сома. По его словам, высокая концентрация углерода в атмосфере объясняется тем, что на этапе формирования планета поглощала углеродсодержащий газ из диска, в то время как кислород оставался связанным в замороженных частицах воды.

JWST и технологии будущего

Исследование проводилось с помощью спектрографа NIRSpec телескопа «Джеймс Уэбб», который позволяет анализировать спектр излучения планеты по мере ее движения вокруг звезды. Это дало возможность исследовать условия на дневной и ночной сторонах планеты и в переходной зоне между ними. По словам участников исследования, WASP-121b представляет собой уникальную лабораторию для изучения атмосферных процессов на экзопланетах и формирования планетарных систем. Эти открытия помогут ученым уточнить модели динамики планет и понять, как формируются и эволюционируют миры за пределами Солнечной системы.

• Чёрные дыры разных размеров могут выбрасывать струи вещества по единому правилу
• «Джеймс Уэбб» раскрыл удивительно упорядоченную погоду в мире в 20 световых годах от Земли
• Новолуние наступит 11 сентября: почему это хорошее время для наблюдения за звёздами
• Детектор LUX-ZEPLIN уловил загадочный сигнал: физики проверяют возможный след тёмной материи
• Сколько космических частиц проходит сквозь тело человека каждую секунду
• Загадочный космический гул может быть отголоском древних тёмных звёзд
• Земные микробы могут выживать в затененных районах Луны
• Зонд «Эйнштейн» обнаружил редкую рентгеновскую вспышку и рождение мощного магнетара