На світі існують світи, набагато дивніші, ніж ті, які може припустити людина. WASP-107b – екзопланета, що обертається навколо зірки, розташованої всього за 200 світлових років від Землі. Вона привернула увагу вчених своїм незвичайним складом – надпухка планета-«попкорн» має асиметричну атмосферу.
Радіус WASP-107b становить 96% від радіуса Юпітера, а густина – менше ніж 1/10 від густини й без того не дуже щільного «газового гіганта» Сонячної системи. Новий аналіз показав, що планета має асиметричну атмосферу, зі значними відмінностями між східним краєм і західним. А метод, використаний для виявлення цієї асиметрії, може допомогти в майбутньому відкрити ще більше дивних екзопланет.
«Це перший випадок, коли асиметрія зі сходу на захід екзопланети спостерігається з космосу, коли вона проходить через свою зірку», – каже астроном Метью Мерфі з Університету Аризони.
Екзопланети, що знаходяться за межами Сонячної системи, досить складно вивчати в деталях. Вони розташовані дуже далеко, дуже тьмяні та зазвичай їх видно в безпосередній близькості від зірки, чиє світло може затулити інформацію.
Але якщо система орієнтована таким чином, що орбітальна екзопланета проходить між спостерігачами та її зіркою, то світло зірки стає інструментом, за допомогою якого можна досліджувати атмосферу екзопланети.
Коли екзопланета проходить перед зіркою – ця подія відома як транзит – частина світла зірки проходить через атмосферу екзопланети. Деякі довжини хвиль можуть поглинатися і перевипромінюватися атомами й молекулами в її атмосфері, що призводить до появи світліших і темніших ліній у спектрі світла, зібраного приладами.
Ці дані досить слабкі, лише найменша частка відсотка всього світла, випромінюваного зіркою, проходить через атмосферу транзитної екзопланети та змінюється під її впливом. Проте, завдяки цьому методу дослідники тепер знають деякі елементи атмосфери досить багатьох екзопланет.
WASP-107b було відкрито 2017 року, її розмір і щільність дають змогу припустити, що за складом вона схожа на цукрову вату. Крім того, вона перебуває дуже близько до своєї зірки, помаранчевого карлика, з орбітальним періодом близько 5,7 дня. Це робить її пекуче гарячою, близько 500 °C.
Це означає, що вона замкнена в приливній зоні: один бік екзопланети постійно повернутий до зірки й перебуває в стані постійного дня, а інший – у стані постійної ночі. Також це може означати, що термінатори світанку і заходу сонця – лінія, що відокремлює ніч від дня, – мають різний склад.
Попередні спостереження за допомогою JWST виявили діоксид сірки, водяну пару, вуглекислий газ, чадний газ і хмари піску в атмосфері цієї планети. Використовуючи нові методи аналізу і дані JWST, вчені змогли виявити відмінності в складі атмосфери між східною і західною півкулями екзопланети.
За словами дослідників, асиметрію в атмосферах екзопланет вони спостерігали й раніше. Вважається, що у надгарячих екзопланет це відбувається тому, що атмосфера обертається навколо Землі: коли вона досягає світанкового термінатора, то нагрівається, а коли досягає сутінкового термінатора, то охолоджується, конденсується і, можливо, на них навіть випадає дощ.
Вчені змогли виявити не тільки різницю в температурі на двох сторонах екзопланети, де вранці прохолодніше, ніж увечері, а й невелику різницю в непрозорості хмар. Згідно з моделями, у WASP-107b не повинно бути такої асиметрії, але знадобиться більше спостережень і аналізів, щоб з’ясувати всі тонкощі, наприклад, як ця асиметрія відбивається на хімічному складі екзопланети.
«Це перший випадок, коли ми побачили подібні асиметрії безпосередньо за допомогою просвічувальної спектроскопії з космосу, яка є основним способом вивчення атмосфер екзопланет», – пояснює астроном Томас Бітті з Університету Вісконсін-Медісон.
Раніше астрономи виявили планету з щільністю цукрової вати.