Международная группа астрономов, в которую входят учёные из Женевского университета UNIGE и Национального центра компетенции в области исследований PlanetS, совершила значительное открытие в области космических исследований, обнаружив «железные ветры» в атмосфере сверхгорячего Юпитера WASP-76 b. Эта планета, с её экстремальными условиями, более 2000 градусов по Цельсию, является главной целью для исследователей, которые в течение нескольких лет изучают мельчайшие механизмы в её атмосфере.

Открытие «железных ветров», проносящихся над дневной стороной планеты, даёт новое представление о сложной климатической динамике этой далёкой экзопланеты. Результаты исследования были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Художественное изображение WASP-76 b.
Источник:Tania Cunha (Planetário do Porto — Centro Ciência Viva/Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço)

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

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

Для этого нового исследования группа астрономов сосредоточилась на дневной стороне WASP-76 b, температура которой составляет 2400 градусов по Цельсию, наблюдая её с высоким спектральным разрешением в видимом диапазоне. 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 её атмосферы. Наши наблюдения указывают на наличие мощных «железных ветров», вероятно, подпитываемых горячим источником в самой атмосфере», — пояснила Ана Рита Коста Силва, доктор Института астрофизики и космических исследований (Айова), и являющаяся главным автором исследования.

Открытие стало возможно благодаря использованию спектрографа ESPRESSO, известного своей точностью и стабильностью. Инструмент, созданный в основном UNIGE и установленный на телескопе VLT в Чили, использовался для получения спектров планеты с высоким разрешением.

Анализируя этот свет, команда смогла идентифицировать химические признаки железа, движущегося в атмосфере планеты. Этот метод, известный как эмиссионная спектроскопия высокого разрешения, особенно эффективен для изучения атмосфер экзопланет.

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

Последовательные открытия, сделанные на WASP-76 b, открывают путь к лучшему пониманию климата экзопланет, 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 экзопланет. Обнаружив «железные ветры» на WASP-76 b, астрономы предоставили важную новую информацию для построения трёхмерных моделей климата этой экзопланеты, что однажды может помочь им предсказать подобные явления на других далёких планетах.