Карта атмосферы экзопланеты в 3D показывает необычную погоду

Астрономы обнаружили более 5800 подтверждённых экзопланет. Одним из интереснейших классов являются ультра-горячие Юпитеры, которые могут дать уникальное представление о динамике атмосферных процессов на планетах. В новой статье, опубликованной в журнале Nature, сообщается об успешном построении трёхмерной структуры слоистой атмосферы одной из таких ультра-горячих Юпитеров, что позволило раскрыть мощные воздушные потоки и сложные погодные модели.

В сопутствующей статье, опубликованной в журнале Astronomy and Astrophysics (PDF), сообщается об удивительном открытии титана в атмосфере этой экзопланеты. Исследования были основаны на данных, собранных с помощью Очень Большого Телескопа Европейской Южной Обсерватории (ESO) и спектроскопического инструмента ESPRESSO.

Целью исследования стала экзопланета WASP-121b, также известная как Тилос. Она находится в созвездии Пuppis на расстоянии около 900 световых лет от Земли. Год на Тилосе равен всего 30 земным часам из-за близости планеты к своей звёздной системе. Одна сторона планеты постоянно обращена к звезде и поэтому всегда горяча, в то время как другая сторона значительно холоднее.

Эти резкие температурные контрасты затрудняют понимание того, как энергия распределяется внутри атмосферной системы. По мнению авторов исследования, создание трёхмерного картографирования может помочь в определении вертикальных циркуляционных моделей, которые сложно воспроизвести с помощью современных глобальных модельных систем.

Для анализа использовались архивные данные ESPRESSO от 30 ноября 2018 года и новые данные от 23 сентября 2023 года. Исследователи сосредоточились на трёх различных химических сигнатурах, чтобы изучить глубокую атмосферу (железо), среднюю атмосферу (нatrium) и поверхностную атмосферу (водород).

«То, что мы обнаружили, было удивительно: потоки воздуха двигают материал вокруг экватора планеты, в то время как отдельные течения на нижних уровнях перемещают газ с горячей стороны на холодную. Такой климат ранее не наблюдался ни на одной из известных нам планет», — отметила Юлия Виктория Зайдель (Julia Victoria Seidel) из Европейской Южной Обсерватории в Чили и Observatoire de la Cote d'Azur во Франции.

«Атмосфера этой планеты проявляет поведение, которое ставит под сомнение наше понимание того, как работает погода — не только на Земле, но и на всех известных нам планетах. Это кажется чем-то из научной фантастики».