Hubble відкриває світ лютих циклонів на екзопланеті WASP-121b

Спостереження з використанням телескопа «Хаббл» та комп’ютерні моделювання дозволили дослідникам детальніше вивчити погоду на екзопланеті WASP-121b. Ця гаряча газова планета, що знаходиться на відстані 880 світлових років від Землі, становить інтерес для астрономів через свої екстремальні умови та близьке розташування до своєї зірки.

WASP-121b має масу, що перевищує масу Юпітера на 16%, відстань до її батьківської зірки складає всього 3,88 мільйона кілометрів (всього 2,6% від відстані між Землею і Сонцем). Звертається навколо своєї зірки планета всього за 1,27 дня, тобто, рік на ній триває всього 1,27 земного дня. Унікальна властивість WASP-121b полягає в тому, що вона завжди повернена однією і тією ж стороною у бік зірки. На постійно освітленому боці поверхня планети прогрівається до дуже високих температур, досягаючи 2329 градусів Цельсія. Це призводить до розширення атмосфери та збільшення радіуса планети на 75% порівняно з Юпітером. 

Завдяки своїм великим розмірам, WASP-121b є чудовим зразком для спостережень. Астрономи вивчали WASP-121b, використовуючи телескоп «Хаббл», чотири рази: у червні та листопаді 2016 року, а також у березні 2018 та лютому 2019 року. У кожному випадку планета знаходилася в різних положеннях, включаючи проходження перед і за своєю зіркою. Це дозволило команді астрономів під керівництвом Джека Скіннера з Каліфорнійського технологічного інституту визначити, як яскравість WASP-121b змінюється за різних кутів спостереження та фазах. Тепер з цими даними та використанням комп’ютерного моделювання астрономи змогли спрогнозувати погоду на WASP-121b. 

Спостереження з використанням «Хаббла» показали, що атмосфера WASP-121b динамічна та мінлива. Температурний градієнт між постійно освітленою та вічно затіненою сторонами планети створює бурі та циклони, а також холодний та теплий погодні фронти. Ці погодні явища на планеті змінюються протягом п’яти днів.

«Інформацію з цих спостережень ми використали для виявлення хімічного складу, температури та хмарності атмосфери WASP-121b у різні моменти часу. Це дало нам надзвичайно докладну картину змін планети з часом», — сказав співавтор Квентін Шанже.

Астрономи не вперше вивчають погоду на екзопланетах. Наприклад, у 2009 році вони використовували космічний телескоп «Спітцер» для спостереження за іншим гарячим Юпітером HD 80606b, який рухається навколо своєї зірки по витягнутій орбіті, схожій на орбіту комети, довжиною 111 днів, що призводить до його інтенсивного нагрівання та утворення величезних бур у , які потім зникають у міру віддалення планети від зірки. Проте метеорологія WASP-121b стала значним прогресом у вивченні погоди на екзопланетах. «Зібраний набір даних є значною кількістю часу спостережень за однією планетою і на цей час це єдиний послідовний набір таких повторних спостережень», — сказав Шанже.

Дослідження погоди на WASP-121b мають важливе значення для розширення знань про планетарну метеорологію та дослідження екзопланет. Отримані дані допоможуть краще зрозуміти процеси, що відбуваються в атмосфері планет поза нашою Сонячною системою та визначити, як і наскільки точно можна прогнозувати погоду на екзопланетах.