Международная группа астрономов нанесла на карту трехмерную структуру атмосферы экзопланеты WASP-121b, также называемой Тирос, с помощью четырех гигантских телескопов в Чили. Этот подвиг знаменует собой первое подробное наблюдение того, как работает совершенно чуждая климатическая система, в которую сильнейшие штормы переносят железо и титан. Результаты были опубликованы в журнале Nature.
Планета с «научно-фантастическим» климатом
Тирос расположен на расстоянии 900 световых лет от нас, в созвездии Корма, в южном полушарии. Экзопланета классифицируется как горячий Юпитер, газовый гигант размером с Юпитер, вращающийся в опасной близости от своей родительской звезды WASP-121. Период ее обращения длится всего 30 часов, и она находится в синхронном вращении со звездой, всегда показывая одно и то же лицо, обращенное к ней.
Джулия Виктория Зайдель, ведущий автор исследования и исследователь Европейской южной обсерватории (ESO), описала поведение атмосферы планеты как «что-то прямо из научно-фантастического фильма». Она сказала, что это открытие полностью бросает вызов научному пониманию того, как работает климат, не только на Земле, но и на любой известной планете.
Три слоя независимых ветров
Очень Большой Телескоп ESO (VLT) обнаружил многослойную атмосферную систему, структурно отличающуюся от любой планеты Солнечной системы. Анализ выявил:
- Интенсивный реактивный поток, несущий натрий вокруг экватора Тироса, охватывающий половину окружности планеты.
- Независимый слой, который перемещает железо с горячей стороны на холодную, создавая ранее не наблюдавшуюся схему циркуляции.
- Верхний слой водородных ветров, расположенный над струйным течением натрия.
Реактивный поток натрия движется быстрее, чем собственное вращение планеты, пересекая дневную сторону, сильно сотрясая верхние слои атмосферы. Такое поведение не имеет аналогов на Юпитере, Сатурне или в любом другом мире нашей солнечной системы.
Крайние различия между полушариями
Геометрия орбиты Тироса создает радикальные погодные условия. Сторона, обращенная к звезде, достигает чрезвычайно высоких температур, тогда как противоположная сторона остается намного холоднее. Эта температурная разница является топливом для системы штормов невообразимой силы по сравнению с ураганами на Земле или Большими красными пятнами на Юпитере.
«Подобная погода никогда раньше не наблюдалась ни на одной планете», — сказал Зайдел. «Даже самые сильные штормы в Солнечной системе по сравнению с ними кажутся слабыми».
Беспрецедентное наблюдение
В исследовании использовались объединенные возможности четырех телескопов для составления карты трехмерной структуры атмосферы с беспрецедентной детализацией. Впервые астрономам удалось изучить состав и движение слоев атмосферы внесолнечной планеты с такой глубиной и пространственным разрешением.
Исследование прокладывает путь для будущих исследований того, как звездное излучение, гравитация и вращение взаимодействуют, создавая погодные системы в далеких мирах. Тайрос функционирует как естественная лаборатория для тестирования моделей физики планетарной атмосферы в экстремальных условиях, не существующих на местном уровне.
Это открытие подтверждает, что разнообразие экзопланет продолжает удивлять ученых, бросая вызов предположениям, основанным исключительно на наблюдениях Меркурия, Венеры, Земли, Марса и газовых гигантов, вращающихся вокруг Солнца.