Космический телескоп CHEOPS обнаружил «радугу» на экзопланете
Существование в атмосфере экзопланеты WASP-76b «сияния» («славы»), напоминающего радугу, помогли установить новые данные, полученные космическим телескопом CHEOPS Европейского космического агентства (ESA), 5 апреля сообщает пресс-служба Женевского университета (UNIGE), в котором расположен научный центр миссии CHEOPS.
WASP-76b — сверхгорячий гигант, для которого в результате наблюдений была установлена асимметрия между количеством света, наблюдаемым на его восточном терминаторе (воображаемой линии, отделяющей его ночную сторону от дневной), и количеством света на его западном терминаторе.
Астрономы считают, что такое явление вызывается так называемой славой, оптическим феноменом, напоминающим радугу и возникающим тогда, когда свет «солнца» этой экзопланеты отражается облаками из совершенно однородного вещества.
Если существование «славы» на WASP-76b подтвердится последующими наблюдениями, то оно станет первым, обнаруженным за пределами Солнечной системы.
Результаты исследования феномена «славы» на WASP-76b, проведенного UNIGE совместно с ESA и Бернским университетом (UNIBE), представлены в статье «Асимметрия в верхних слоях атмосферы ультрагорячего Юпитера WASP-76b», опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysicals.
Доцент кафедры астрономии факультета естественных наук UNIGE и соавтор исследования Моника Лендл рассказала, что орбита WASP-76b, по которой она вращается вокруг своей родительской звезды, в 12 раз ближе к ней, чем Меркурий к Солнцу, и получает от нее более чем в 4000 раз больше солнечной радиации по сравнению с нашей Землей.
«Экзопланета „раздувается“ интенсивным излучением своей звезды. Таким образом, хотя она на 10% менее массивна, чем наш двоюродный брат Юпитер, она почти в два раза больше», — пояснила Лендл.
WASP-76b, открытая в 2013 году, с тех пор привлекает внимание астрономов своей необычностью. Одна сторона этой планеты всегда обращена к своей звезде. На этой вечно дневной стороне температура достигает 2400 °C, которая испаряет все элементы, образовывающие на Земле горные породы. Этот пар немного конденсируется на более прохладной ночной стороне, создавая облака железного «пара», проливающие дождь из расплавленного железа.
Причина асимметрии света между двумя терминаторами планеты также интересует ученых — терминатор на востоке светится ярче, чем терминатор на западе. Для разгадки этого явления астрономы провели за три года не менее 23 наблюдений с помощью космического телескопа CHEOPS.
Они изучали многочисленные вторичные затмения планеты, когда она проходила за своей звездой, и несколько фазовых переходов в процессе непрерывного наблюдения за полным оборотом планеты вокруг звезды.
Проанализировав полученную информацию совместно с данными других телескопов (TESS, Hubble and Spitzer), астрономы выдвинули гипотезу, которая объясняла избыточный световой поток на восточной стороне планеты:
«Это неожиданное свечение могло быть вызвано сильным, локализованным и анизотропным отражением — то есть таким, которое зависит от направления — тем, что мы называем „славой“ (glory)», — пояснил научный сотрудник Института астрофизики и исследований Испании в Португалии, ведущий автор исследования Оливье Деманжон.
«Слава» для Земли явление вполне обычное. Его также наблюдают на Венере. Этот оптический эффект, напоминающий радугу, возникает из-за отражения света облаками, состоящими из идеально однородных капель. Если на Земле эти капли состоят из воды, то какова природа этих капель на WASP-76b, пока не известно.
Ученые предполагают, что они могут быть каплями железа, которое уже было обнаружено в раскаленной атмосфере планеты. Пока такое явление вне нашей Солнечной системы обнаружено только на WASP-76b.
«Причина, по которой „слава“ никогда не наблюдалась за пределами нашей Солнечной системы, заключается в том, что это явление требует очень специфических условий. Прежде всего, атмосферные частицы должны быть почти идеально сферическими, совершенно однородными и достаточно стабильными, чтобы их можно было наблюдать в течение длительного времени. Эти капли должны быть непосредственно освещены родительской звездой планеты, а наблюдатель — в данном случае CHEOPS — должен находиться в правильном положении», — продолжил свои пояснения Деманжон.
Однако, чтобы подтвердить гипотезу «славы», необходимы дополнительные данные о наличии таких облаков на WASP-76b. Чтобы такие облака долго сохранялись, температура атмосферы также должна быть стабильной с течением времени, отмечают исследователи.
Если астрономы сумеют идентифицировать столь крошечные в космическом масштабе явления на таком огромном расстоянии, это позволит ученым и инженерам идентифицировать и другие, не менее же важные. Например, отражение света звезды на экзопланете от жидких озер и океанов, существование которых является необходимым условием ее обитаемости живыми организмами.
