В атмосфере гигантской экзопланеты, раскаленной до 3000 градусов, неожиданно найдены спектральные следы моноксида кремния и метана. Астрофизики предположили, что эти соединения прилетели с обломками погибшей каменистой планеты земного типа.
Изучая горячую планету-гигант («горячий Юпитер»), астрономы предположили, что она образовалась в результате поглощения легких газов, таких как метан, испаряющихся из обломков крупных каменистых объектов. С помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) астрономы обнаружили в атмосфере WASP-121b воду (H₂O), монооксид углерода (CO) и монооксид кремния (SiO). Эти соединения находились на стороне, обращенной к звезде («дневная сторона»). Астрономы также обнаружили метан (CH4) в атмосфере «темной стороны» планеты.
Результаты, опубликованные в журнале Nature Astronomy, знаменуют собой первое убедительное обнаружение SiO в атмосфере планеты, как внутри, так и за пределами нашей Солнечной системы.
WASP-121b вращается вокруг звезды-хозяйки на расстоянии, всего лишь вдвое превышающем диаметр звезды. Это так называемая планета-глаз — из-за приливных сил она всегда обращена к звезде одной стороной (так же как Луна к Земле). Температура ее вечной светлой стороны локально превышает 3000 градусов по Цельсию, в то время как температура ночной стороны составляет «всего лишь» 1500 градусов. После открытия в 2017 году WASP 121b назвали адской планетой. Кстати, wasp по-английски — оса.
Обнаружение SiO в атмосфере WASP-121b — первая убедительная идентификация этой молекулы в планетарной атмосфере.
Состав атмосферы темной стороны WASP-121b предполагает вертикальное перемешивание — перенос газа из более глубоких слоев атмосферы в инфракрасную фотосферу. Учитывая, насколько горяча эта планета, ученые не ожидали увидеть метан на ее ночной стороне. По всем прикидкам он должен был разложиться.
Измеренные атмосферные соотношения углерода к водороду (C/H), кислорода к водороду (O/H), кремния к водороду (Si/H) и углерода к кислороду (C/O) позволяют предположить, что во время образования атмосфера WASP-121b была обогащенный дрейфующей внутрь силикатной жаропрочной галькой. Дневные температуры достаточно высоки для того, чтобы силикаты — в обычных условиях твердые соединения, устойчивые к сильному нагреву, — могли существовать в виде газообразных компонентов атмосферы планеты.
Ученые, анализирующие атмосферу WASP-121b, использовали метод наблюдения за фазовой кривой, который заключается в отслеживании яркости материнской звезды по мере обращения планеты на близкой орбите. Эти наблюдения позволили получить представление об атмосфере как дневной, так и о ночной сторон и ее химическом составе.
Успешное использование космического телескопа «Джеймс Уэбб» для прорывного обнаружения моноксида кремния и детальной характеристики атмосферы WASP-121b демонстрирует возможности телескопа и создает прецедент для будущих исследований экзопланет.
Источник