Телескопът „Джеймс Уеб“ (JWST) разкри изненадващ дневен цикъл на облачността на един отдалечен горещ Юпитер, което дава на учените по-ясна представа за неговата атмосфера.

На WASP-94A b прогнозата за времето се променя бързо. Облаци, съставени от скалообразуващи минерали, се събират в утринното небе на планетата, а след това изчезват до вечерта, когато атмосферата навлиза в по-горещи зони.

Този свят е като един горещ Юпитер: гигантска планета, която орбитира изключително близо до своята звезда. Разположена на почти 700 светлинни години от Земята в съзвездието Микроскоп, WASP-94A b е твърде далеч, за да бъде заснета в ежедневни детайли. Вместо това учените използваха космическия телескоп „Джеймс Уеб“ (JWST), за да отчетат фините промени в звездната светлина, докато планетата преминаваше пред своята звезда.

Резултатът е едно от най-ясните досега наблюдения на ежедневен облачен цикъл на този тип екзопланета. Като отдели облачните региони от по-ясните части на атмосферата, екипът успя да усъвършенства представата си за химията на планетата и да разкрие по-ранна загадка относно нейния състав.

„Наблюдавам екзопланети от 20 години и общото облачност винаги ни е било трън в очите. Отдавна знаем, че облаците са широко разпространени на планетите от типа „горещ Юпитер“, което е досадно, защото е все едно да се опитваш да погледнеш към планетата през замъглено стъкло“, заявява съавторът и ръководител на програмата Дейвид Синг от университета „Джонс Хопкинс“. „Не само успяхме да изясним картината, но най-накрая можем да определим от какво са съставени облаците и как се кондензират и изпаряват, докато се движат около планетата.“

За да изследват WASP-94A b, Синг и колегите му наблюдаваха планетата, докато тя преминаваше пред своята звезда. JWST им позволи да измерят предния край на планетата в началото на транзита и задния ѝ край, когато тя се отдалечаваше от диска на звездата.

Тези два края представляват различни моменти от деня на планетата. В предния край въздухът се движи от нощната страна към дневната, създавайки сутрешни условия. В задния край въздухът се движи от деня към нощта, представлявайки вечерта.

Контрастът беше поразителен. Сутрините на WASP-94A b са изпълнени с облаци, съставени от магнезиев силикат, минерал, образуващ скали, докато вечерите изглеждат без облаци. Екипът вижда две възможни обяснения. Силни ветрове може да изтласкват облаците високо в атмосферата на по-хладната страна на планетата, а след това да ги тласкат надолу към по-горещата дневна страна, скривайки ги дълбоко в планетата преди вечерта.

Друга възможност е подобна на разсейването на сутрешната мъгла на Земята, но при далеч по-екстремни условия. Облаците може да се образуват в тъмнината на нощната страна и след това да се изпарят, когато преминат към дневната страна, където температурите надхвърлят 1000 градуса по Целзий.

„Това беше огромна изненада. Хората очакваха някои разлики, като например, че сутрин е по-хладно, отколкото вечер – това е нещо естествено, което наблюдаваме тук, на Земята“, продължава Синг. „Но това, което видяхме, беше истинска дихотомия между времето от двете страни на планетата и огромни разлики в облачността, а това променя цялостната ни представа за планетата.“

Тъй като вечерната страна е ясна, изследователите успяха да проучат тази част от атмосферата в детайли – нещо, което „Хъбъл“ не беше в състояние да направи.

„Когато правехме този тип наблюдения с телескопа „Хъбъл“, получавахме средна картина на цялата планета, като данните от облаците и атмосферата бяха смесени и неразличими“, каза първият автор Сагник Мукерджи, постдокторант в Аризонския щатски университет, който по време на изследването е бил студент в университетите „Джонс Хопкинс“ и Университета на Калифорния в Санта Круз. „Този подход с JWST ни позволява да локализираме наблюденията си, което ни помогна да видим цикъла на облаците.“

По-ясната вечерна картина показа, че WASP-94A b прилича повече на Юпитер, отколкото предполагаха по-ранните данни. Предишните измервания, които смесваха облачни и ясни региони, показваха, че планетата има стотици пъти повече кислород и въглерод от Юпитер. Това беше трудно да се обясни с моделите за формиране на планети.

Новият анализ показва, че WASP-94A b има само около пет пъти повече кислород и въглерод от Юпитер.

„Горещите Юпитери“ се движат в орбита изключително близо до своите звезди – дори по-близо, отколкото Меркурий около Слънцето. В резултат на това те се нагряват силно и са изложени на силна радиация, което ги превръща в подходящи обекти за изучаване на атмосферната химия и поведението на облаците.

Използвайки WASP-94A b като отправна точка, екипът изследва осем други горещи газови гиганти. Те откриха същия тип облачен цикъл на още две планети, WASP-39 b и WASP-17 b.

Следващата стъпка за Синг и неговия екип е да използват данни от голяма нова програма на JWST, за да изследват облачните цикли на много видове екзопланети, включително една ексцентрична газова гигантска планета в обитаемата зона.

Снимка: Unsplash/Hannah Robbins/Johns Hopkins University

Виж още: Спортна история: за пръв път заснеха цял професионален футболен мач на живо с iPhone 17 Pro