Астрономи, използващи космическия телескоп „Джеймс Уеб“ на NASA, установиха, че атмосферата на далечната екзопланета WASP-17b има необичайно асиметрична форма. Намираща се на около 1300 светлинни години от Земята, планетата е газов гигант, чиито атмосферни слоеве се разширяват повече от едната страна в сравнение с другата.

Откритието показва как екстремното нагряване и мощните атмосферни ветрове могат да променят структурата на планетите извън Слънчевата система. Резултатите са публикувани в научното списание Nature Astronomy в изследване, ръководено съвместно от учени от университета „Корнел“ в САЩ и университета в Бристол, Великобритания.

WASP-17b принадлежи към групата на т.нар. „горещи юпитери“ — огромни газови планети, които обикалят в непосредствена близост до своите звезди и са изложени на изключително силно нагряване. Въпреки че общият контур на планетата изглежда приблизително кръгъл, новите наблюдения разкриват съществени разлики във формата на атмосферата ѝ. Особено интересна е областта около екватора, където се наблюдава издуване, съответстващо на предвижданията на предишни теоретични модели.

Причината е движението на горещите газове. Мощни ветрове пренасят топлина от постоянно осветеното полукълбо към страната, която остава в непрекъсната тъмнина. В резултат атмосферата от вечерната страна се разширява повече, докато тази от сутрешната страна е по-охладена. Така се образува неравномерна атмосферна граница — резултат от сложното взаимодействие между температурата, атмосферната циркулация и разпределението на топлината.

Ключова роля в откритието играе нова техника за изследване, наречена transmission strings, разработена от астрофизиците Дейвид Грант и Хана Уейкфорд от университета в Бристол. Методът позволява на учените да изследват различни участъци от външния контур на планетарната атмосфера, вместо да обединяват наблюденията в една усреднена картина.

Когато екзопланетата преминава пред своята звезда, част от звездната светлина преминава през периферните слоеве на атмосферата ѝ, преди да достигне телескопа. Анализът на тази светлина под различни ъгли дава информация за химичния състав и за това докъде се простира атмосферата в отделните области.Традиционните подходи обикновено комбинират сигналите от целия атмосферен контур. Новата техника позволява те да бъдат разграничени пространствено, което разкрива особености, оставащи скрити при стандартните измервания.

Според водещия автор на изследването Лили Олдърсън от университета „Корнел“ това е важна стъпка към по-точното разбиране на екзопланетите като триизмерни обекти, чиито характеристики се променят в зависимост от местоположението и атмосферната динамика.

Наблюденията потвърждават предвижданията, че между сутрешната и вечерната страна на WASP-17b съществува значителна температурна разлика. Получените данни съответстват и на други характеристики на планетата, установени при предишни изследвания. Съавторът на проучването Хана Уейкфорд подчертава значението на резултатите за разбирането на сложните атмосферни процеси в далечни светове. Съчетаването на прецизните измервания с математическите модели позволява да се изгради подробна картина на динамиката на една планета, отдалечена на повече от хиляда светлинни години.

Изследването предоставя информация и за разликите в температурата и атмосферната химия между екваториалните и полярните области, както и между постоянно осветеното и тъмното полукълбо. Успешното прилагане на новата техника към WASP-17b показва, че тя може да бъде използвана и при изследването на други екзопланети. Досега астрономите често разполагаха с данни, усреднени за големи атмосферни области, което затрудняваше разграничаването на локалните особености.

В бъдеще подобни наблюдения биха могли да помогнат за по-подробно изследване на атмосферната структура на различни планети и да приближат учените до създаването на карти на метеорологичните процеси в светове извън Слънчевата система. Проучването използва наблюдения, събрани в рамките на програмата TST DREAMS за изследване на екзопланетни атмосфери с множество спектроскопски инструменти на телескопа „Джеймс Уеб“. Финансирането е осигурено от НАСА, британския Съвет за научни и технологични съоръжения и стипендиантската програма „Кларман“.

Откритието демонстрира как съвременните космически обсерватории и новите аналитични методи разширяват възможностите на астрономията — от установяването на наличието на далечни планети до разкриването на сложните физични процеси, които оформят техните атмосфери.

Снимка: Unsplash

Виж още: Наистина ли Radeon RX 9070 XT е по-бърза от RTX 5090: мащабен тест дава отговорът, който вълнува много геймъри