Астрономы обнаружили железные ветры на сверхгорячей экзопланете

WASP-76 b была предметом многочисленных исследований с момента ее открытия в 2013 году. Температура там достигает 2400 градусов Цельсия. Автор: Tania Cunha (Planetário do Porto - Centro Ciência Viva/Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço)

Международная группа астрономов, в которую входят ученые из Женевского университета (UNIGE) и Национального центра компетенции в области исследований PlanetS, обнаружила наличие железных ветров в атмосфере сверхгорячего Юпитера WASP-76 b.

Эта планета с ее экстремальными условиями — более 2000 градусов по Цельсию — является главной целью для исследователей, которые в течение нескольких лет препарируют мельчайшие физические механизмы, работающие в ее атмосфере. Например, в апреле прошлого года там было обнаружено присутствие ''радуги''.

Открытие железных ветров, проносящихся над дневной стороной планеты, дает новое представление о сложной климатической динамике этого далекого мира. Эти результаты можно найти в журнале Astronomy & Astrophysics.

Сверхгорячая экзопланета WASP-76 b стала предметом многочисленных исследований с момента ее открытия в 2013 году, выявив многочисленные экстремальные атмосферные явления. Предыдущие исследования международных групп, включая группы из UNIGE, выявили железный дождь на ее ночной стороне, присутствие бария в ее верхних слоях атмосферы и существование «радуги» на границе между ее дневной и ночной сторонами.

«Работа над WASP-76 b показывает нам, насколько экстремальными могут быть атмосферные условия на сверхгорячих Юпитерах», — объясняет Дэвид Эренрайх, доцент кафедры астрономии факультета естественных наук UNIGE, член NCCR PlanetS и соавтор исследования. «Глубокий анализ этого типа планет дает нам ценную информацию для лучшего понимания планетарного климата в целом».

Поток атомов железа

Для этого нового исследования группа астрономов сосредоточилась на дневной стороне WASP-76 b, температура которой составляет 2400 градусов по Цельсию, наблюдая ее с высоким спектральным разрешением в видимом свете. Главным результатом стало обнаружение потока атомов железа, движущегося из нижних в верхние слои атмосферы планеты.

«Это первый случай, когда столь подробные оптические наблюдения были проведены на дневной стороне этой экзопланеты, что позволило получить важные данные о структуре ее атмосферы», — объясняет Ана Рита Коста Силва, докторант Института астрофизики и космических исследований (Айова), находящаяся в долгосрочном визите на кафедре астрономии факультета естественных наук UNIGE и являющаяся первым автором исследования.

«Наши наблюдения указывают на наличие мощных железных ветров, вероятно, подпитываемых горячей точкой в атмосфере».

Благодаря спектрографу ESPRESSO

Этот прорыв стал возможен благодаря использованию спектрографа ESPRESSO, известного своей точностью и стабильностью. Инструмент, созданный в основном UNIGE и установленный на Очень Большом Телескопе (VLT) ESO в Чили, использовался для получения спектров планеты с высоким разрешением.

Анализируя этот свет, команда смогла идентифицировать химические сигнатуры железа, движущегося в атмосфере планеты. Эта техника, известная как эмиссионная спектроскопия высокого разрешения, особенно эффективна для изучения атмосфер экзопланет.

«Способность ESPRESSO проводить такие точные измерения имеет решающее значение», — говорит Кристоф Ловис, доцент кафедры астрономии факультета естественных наук UNIGE, член NCCR PlanetS и соавтор исследования. «Такой уровень точности позволяет нам исследовать динамические процессы в атмосферах экзопланет, таких как WASP-76 b, с беспрецедентным уровнем детализации».

Окно в экзопланетный климат

Последовательные открытия, сделанные на WASP-76 b, открывают путь к лучшему пониманию экзопланетного климата, особенно в случае газовых гигантов, подвергающихся экстремальному облучению со стороны своей родительской звезды.

Детальное картирование атмосферных ветров и их химического состава помогает астрономам разработать полную модель эволюции этих далеких миров. Обнаружив железные ветры на WASP-76 b, астрономы предоставляют важную новую информацию для построения трехмерных моделей климата этой экзопланеты, что однажды может помочь им предсказать подобные явления на других далеких планетах.

Больше информации: AR Costa Silva et al, ESPRESSO reveals blueshifted neutral iron emission lines on the dayside of WASP-76 b, Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202449935

Источник: University of Geneva