WASP-121b — это экстремальная экзопланета, которая вращается на опасно близком расстоянии от своей звезды, всего в два раза дальше, чем диаметр самой звезды. Один виток вокруг светила занимает чуть больше суток — 30,5 часа. На дневной стороне температура достигает 3000°C, а на ночной «прохладно» — около 1500°C. И все же, несмотря на такой адский климат, эта планета хранит в себе тайны, которые помогают астрономам понять, как рождаются и эволюционируют планеты.
Команда ученых под руководством Томаса Эванса-Сомы и Сирила Гэппа из Института астрономии Макса Планка с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» обнаружила в атмосфере WASP-121b воду (H₂O), оксид углерода, оксид кремния (SiO) и даже метан (CH₄), сообщается в The Astronomical Journal. Метан стал полной неожиданностью: при температурах выше 1000°C он должен разрушаться, но на ночной стороне планеты его оказалось довольно много. Как такое возможно?
Исследователи предполагают, что на ночной стороне WASP-121b действуют мощные вертикальные потоки, которые поднимают метан из глубинных, более холодных слоев атмосферы, где он остается стабильным благодаря относительно низким температурам и высокому соотношению углерода к кислороду. Эти процессы, известные как вертикальное смешивание, ранее не учитывались в моделях атмосфер горячих экзопланет — теперь их придется пересмотреть.
Обнаружение оксида кремния, первого достоверного подтверждения его наличия в атмосфере планеты за пределами Солнечной системы, также стало важным достижением. Кремний, вероятно, попал в газовую оболочку планеты вместе с пылью и каменистыми обломками, так называемыми планетезималями. Это указывает на то, что WASP-121b формировалась в течение длительного времени — сначала возникли ледяные и каменистые тела, а затем, по мере их миграции внутрь, они испарялись вблизи звезды, обогащая атмосферу планеты тугоплавкими веществами.
Химический состав WASP-121b позволяет сделать вывод о месте ее рождения: вероятно, она сформировалась в холодной области протопланетного диска, где метан уже испарялся, а вода еще оставалась в замороженном состоянии. В нашей Солнечной системе такая зона находится примерно между орбитами Юпитера и Урана. Это значит, что WASP-121b начала свой путь далеко от звезды и позже мигрировала внутрь, на нынешнюю орбиту.
WASP-121b была открыта в 2015 году, она находится примерно в 858 световых годах от Земли в созвездии Корма. По размеру и массе она примерно равна Юпитеру (1,75 и 1,16 соответственно). Планета стала настоящей лабораторией для изучения экстремальных планетарных атмосфер. Наблюдения с помощью «Джеймса Уэбба» и спектрографа NIRSpec позволили исследовать планету на протяжении всей ее орбиты — как во время транзита перед звездой, так и в разные фазы вращения. Эти данные открывают новые возможности для объяснения того, как формируются и эволюционируют гигантские планеты в экстремальных условиях.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что сокращение бюджета NASA поставит крест на важных научных миссиях.