Металлические облака и драгоценные камни замечены в атмосфере Юпитера WASP-121 b

Представьте себе мир, где облака сделаны из металла, а жидкие рубины и сапфиры падают с неба. Новое исследование показывает, что на горячей экзопланете Юпитера WASP-121 b это может быть реальностью. В 2015 году ученые обнаружили WASP-121 b, экзопланету газового гиганта в 880 световых годах от Земли.

Инопланетный мир — это то, что известно как «горячий Юпитер», класс газовых гигантов, которые имеют физическое сходство с Юпитером, но вращаются вокруг своих звезд гораздо ближе (отсюда их «горячая» природа). С момента его открытия исследователи продолжили изучение этого мира и его странной атмосферы.

В новом исследовании ученые с помощью космического телескопа «Хаббл» впервые провели детальное измерение атмосферы на более прохладной ночной стороне планеты. И эта ночная атмосфера, кажется, обладает рядом странных и замечательных качеств, включая металлические облака и дождь, сделанный из того, что может быть жидкими драгоценными камнями.

«Очень интересно изучать такие планеты, как WASP-121 b, которые сильно отличаются от планет в нашей Солнечной системе, потому что они позволяют нам увидеть, как ведет себя атмосфера в экстремальных условиях», — соавтор Джоанна Барстоу, исследователь из Открытого университета в Великобритании», — говорится в сообщении.

Этот горячий Юпитер заблокирован приливами, а это означает, что одна его сторона всегда обращена к его звезде, а другая сторона обращена в сторону. На обращенной к звездам дневной стороне WASP-121 b металлы и минералы испаряются. Согласно заявлению, верхние слои атмосферы на дневной стороне могут нагреваться до 5400 градусов по Фаренгейту (3000 градусов по Цельсию), настолько горячей, что вода в атмосфере светится, а молекулы разрушаются.

Но на ночной стороне планеты команда обнаружила, что температура атмосферы существенно снижается вдвое. Эта разница в температуре заставляет сильные ветры дуть с запада на восток вокруг планеты, увлекая воду через атмосферу с дневной стороны на ночную. Когда молекулы воды распадаются на атомы водорода и кислорода под действием тепла на дневной стороне, низкие температуры на ночной стороне затем рекомбинируют атомы в водяной пар.

Эта вода вытягивается обратно на дневную сторону ветрами и разрывается на части в непрерывном цикле. Температура на ночной стороне никогда не бывает достаточно низкой для образования водяных облаков во время этого цикла, но это не значит, что облака не образуются вообще. Водяные облака не образуются, но образуются металлические облака.

Предыдущие данные Хаббла показали признаки наличия металлов, включая железо, магний, хром и ванадий, существующих в виде газов на дневной стороне планеты. Но в этом исследовании исследователи обнаружили, что на ночной стороне планеты становится достаточно холодно, чтобы эти металлы конденсировались в облака.

И точно так же, как сильные ветры тянут водяной пар и атомы вокруг планеты, чтобы они распадались и воссоединялись, металлические облака будут дуть на дневную сторону планеты и испаряться, конденсироваться обратно на ночной стороне и так далее.

Но металлические облака — не единственное странное явление, которое исследователи заметили на этом горячем Юпитере. Они также нашли доказательства возможного дождя в виде жидких драгоценных камней. Ученых удивило, что среди металлов, обнаруженных ими в атмосфере планеты, они не обнаружили ни алюминия, ни титана.

Они считают, что это удивительное открытие можно объяснить тем, что металлы конденсируются и выпадают в нижние уровни атмосферы планеты за пределами этих наблюдений, говорится в заявлении. Этот металлический пар, сконденсировавшийся в металлический дождь, привел бы к тому, что алюминий конденсировался вместе с кислородом, образуя корунд.

Согласно заявлению, это металлическое соединение, которое при загрязнении другими металлами, подозреваемыми в атмосфере планеты, образует то, что мы знаем на Земле как рубины или сапфиры. Эта работа пролила новый свет на горячую ночную сторону Юпитера, но команда также изучила дневную сторону планеты.

«Чтобы исследовать всю поверхность WASP-121 b, мы сняли с помощью Хаббла спектры во время двух полных оборотов планеты», — говорится в заявлении соавтора Дэвида Синга, исследователя из Университета Джона Хопкинса в Мэриленде.

Объединив эту информацию о ночной стороне WASP-121 b с данными о дневной стороне экзопланеты, команда работает над тем, чтобы раскрыть новое понимание того, как работает атмосфера мира в целом. Согласно заявлению, команда смогла наблюдать полный водный цикл планеты и, таким образом, стала первой, кто изучил полный водный цикл экзопланеты.

Тем не менее, есть чему поучиться. Команда планирует продолжить исследование экзопланеты с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА, обсерватории нового поколения, которая недавно прибыла в космос для изучения самых дальних уголков Вселенной в инфракрасном диапазоне.

«Чтобы лучше понять эту планету, мы собираемся наблюдать за ней с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба в течение первого года его работы», — говорится в заявлении ведущего автора Томаса Микал-Эванса, исследователя из Института астрономии Макса Планка.