Астрономы впервые смогли подробно отслеживать погодные паттерны на экзопланете WASP-94 A b, расположенной в 690 световых годах от Земли. На ее ночной стороне постоянно формируются плотные облака, но когда ветры переносят их на освещенную дневную сторону, облака быстро исчезают.
Обычно астрономы могут обнаружить наличие экзопланеты лишь косвенно — например, когда планета проходит перед своей звездой, если наблюдать с Земли. Свет звезды, проходящий через атмосферу планеты, можно изучить для получения подсказок о химическом составе планеты, её погодных паттернах и даже происхождении. Однако даже крупные экзопланеты блокируют всего около 1% света звезды, а через атмосферу планеты проходит ещё меньше этого света, оставляя лишь незначительные следы в спектре звездного света.
Когда астроном Сагник Мукерджи из Университета штата Аризона вместе с коллегами направил инструменты телескопа «Джеймс Уебб» на звезду WASP-94 A, их ожидал сюрприз. «Мы обнаружили поразительную асимметрию в данных», — делится Мукерджи. Телескоп выявил небольшие различия в спектре звездного света между началом, серединой и концом транзита планеты перед звездой.
Анализ показал: участок атмосферы, который первым проходит по диску звезды, густо покрыт облаками. Судя по температуре дневной стороны планеты (не менее 1600 K, что соответствует более 1300 °C), эти облака состоят не из воды, а из капель минералов — конденсатов металлических и силикатных паров. К моменту, когда по звезде «проходит» противоположный край диска планеты, эта часть атмосферы уже выглядит прозрачной. Очевидно, на ночной стороне под действием охлаждения постоянно образуются минеральные облака, которые затем сносятся на дневную сторону, где они быстро испаряются.
Если бы астрономы проигнорировали асимметрию по фазам транзита и усреднили данные, изображение могло бы получиться совершенно иным — вплоть до неверного вывода о наличии дымки, формирующейся на дневной стороне. Это могло бы означать иную химию и другие сценарии формирования планеты. Новый результат наглядно демонстрирует, насколько важно учитывать различия между дневной и ночной полусферами при анализе атмосфер экзопланет.
Особый интерес вызывает тот факт, что WASP‑94 A b обращается вокруг звезды, которая сама является частью двойной системы: рядом находится вторая звезда WASP‑94 B. Такие конфигурации — удобная лаборатория для проверки теорий формирования планет и их миграции. Теперь, когда JWST научился «считывать погоду» на гигантских мирах через незначительные изменения в спектре, у астрономов появился новый мощный инструмент: фазовая спектроскопия, позволяющая не только определять состав атмосфер, но и буквально видеть циркуляцию ветров и жизнь облаков на планетах, находящихся за сотни световых лет от нас.
Фото: hi-tech.mail.ru