Космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба исследует вечный восход и закат далекого мира

Исследователи, использующие космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба, наконец подтвердили то, что предсказывали ранее модели: экзопланета имеет различия между атмосферами вечного утра и вечного вечера. WASP-39 b, гигантская планета диаметром в 1,3 раза больше Юпитера, но с массой, аналогичной массе Сатурна, вращается вокруг звезды на расстоянии около 700 световых лет от Земли, которую называют «приливной блокировкой» со своей родительской звездой. Это означает, что она имеет постоянный дневной и ночной аспект: одна сторона планеты всегда открыта своей звезде, а другая сторона всегда окутана тьмой.

Используя NIRSpec Уэбба (ближний инфракрасный спектрометр), астрономы подтвердили, что на WASP-39 b существует разница температур между вечным утром и вечным вечером. Вечером кажется примерно на 300°F (около 200°C) теплее. Они также обнаружили свидетельства различной облачности: всегда утренняя часть планеты, вероятно, была более облачной, чем вечерняя. Астрономы проанализировали спектр пропускания WASP-39 b размером от 2 до 5 микрон — метода, изучающего конечную точку экзопланеты, границу, разделяющую дневную и ночную стороны планеты. Спектр передачи создается путем сравнения звездного света, проходящего через атмосферу планеты, проходящего перед звездой, с нефильтрованным звездным светом, наблюдаемым, когда планета находится рядом со звездой. Это сравнение может предоставить исследователям информацию о температуре, составе и других свойствах атмосферы планеты.

«WASP-39 b стала эталонной планетой для изучения атмосфер экзопланет с помощью WEB», — сказал Нестор Эспиноза, исследователь экзопланет в Научном институте космического телескопа и ведущий автор исследования. «У нее пухлая-пухлая атмосфера, поэтому сигнал звездного света, проходящий через атмосферу планеты, очень сильный». Ранее опубликованные спектры Уэбба атмосферы WASP-39b, которые показали наличие углекислого газа, диоксида серы, водяного пара и натрия, представляют всю границу дня и ночи – и не было предпринято никаких детальных попыток отличить, какая сторона является другой. . Теперь новый анализ строит два разных спектра зоны завершения, эффективно разделяя границу дня и ночи на два полукруга: вечерний и утренний. Данные показывают, что вечер заметно жарче — 800°C, а утро относительно прохладнее — 600°C.

«Поистине удивительно, что мы можем различить такую ​​небольшую разницу, и это возможно только благодаря чувствительности Уэбба к ближним инфракрасным длинам волн и высокостабильным оптическим датчикам», — сказал Эспиноза. «Любое небольшое движение в приборе или обсерватории во время сбора данных серьезно ограничит наши возможности сделать это обнаружение. Это должно быть очень точно, и Уэбб — это именно то, что комплексное моделирование полученных данных также позволит исследователям проводить исследования. структура оболочки Атмосфера WASP-39 b, ее облачный покров и причина высокой температуры вечером Хотя в будущем команда будет изучать, как облачный покров может влиять на температуру и наоборот, астрономы подтвердили это. Вращение газа вокруг планеты является основной причиной разницы температур. На WASP-39 b На такой яркой экзопланете, как WASP-39 b, которая вращается относительно близко к своей звезде, исследователи обычно ожидают, что газ будет в движении. планета вращается вокруг своей звезды: более горячий газ с дневной стороны будет переноситься сильным экваториальным струйным потоком. Вечером переместитесь на ночную сторону, и поскольку разница температур очень велика, разница давления воздуха также будет большой. что, в свою очередь, приводит к увеличению скорости ветра.

Используя модели общей циркуляции, которые представляют собой трехмерные модели, аналогичные тем, которые используются для прогнозирования погодных условий на Земле, исследователи обнаружили, что преобладающие ветры на WASP-39 b, вероятно, будут двигаться с ночной стороны в конце утра, вокруг дневная сторона, в конце вечера, а затем около ночи. В результате утренняя сторона интервала прохладнее вечерней. То есть утреннюю сторону продувают воздушные ветры, остывшие с ночной стороны, а вечернюю сторону продувают воздушные ветры, согревающие с дневной стороны. Исследования показывают, что скорость ветра на WASP-39b может достигать тысяч километров в час! «Этот анализ особенно интересен еще и потому, что вы получаете трехмерную информацию о планете, которой раньше не получали», — добавляет Эспиноза. «Поскольку мы видим, что на краю вечера жарче, это означает, что он немного более выпуклый. И поэтому, теоретически, в переломный момент есть небольшая выпуклость, которая приближается к темной стороне планеты».

Теперь исследователи будут использовать тот же метод анализа для изучения атмосферных изменений между другими горячими, связанными приливами Юпитерами в рамках общей программы наблюдения за второй орбитой Уэбба 3969. WASP-39 b был одной из первых целей, проанализированных Уэббом, когда она началась. его регулярная научная деятельность в 2022 году. Данные были собраны в 2022 году. Это исследование является частью программы раннего научного запуска 1366, которая призвана помочь ученым быстро научиться использовать инструменты телескопа и реализовать весь свой научный потенциал.

Космический телескоп Джеймса Уэбба — крупнейшая в мире обсерватория космической науки. Уэбб разгадывает загадки нашей Солнечной системы, изучая далекие миры вокруг других звезд и исследуя загадочные структуры и происхождение нашей Вселенной и наше место в ней. Webb — это международная программа, возглавляемая НАСА совместно со своими партнерами ESA (Европейское космическое агентство) и CSA (Канадское космическое агентство).

источник: НАСА