Астрономи вперше створили 3D-карту атмосфери екзопланети

Описано перше в історії астрономії створення тривимірної карти атмосфери екзопланети — ультрагарячого газового гіганта WASP-18b, розташованого за 400 світлових років від Землі.

WASP-18b — це “ультрагарячий Юпітер”, тобто масивна газова планета, що обертається дуже близько до своєї зорі. Її денна сторона постійно освітлена і нагріта до понад 2700°C, що спричиняє розщеплення води — молекули H?O розпадаються на водень і кисень. Нову карту вдалося створити завдяки техніці спектроскопічного затемнення — методу, що дозволяє визначити зміни світлового потоку при проходженні планети за зорею.

Основні особливості карти — яскраво освітлений центральний “гарячий осередок” та прохолодніше кільце на межі видимої поверхні. “Під час затемнення ми фіксуємо, як зникає та з’являється світло — це дозволяє виявити структуру атмосфери,” — пояснює Райан Чалленер, перший автор дослідження. Спостереження за кількома інфрачервоними довжинами хвиль дозволяють реконструювати розподіл температур за широтою, довготою і висотою.

Тривимірне картографування дозволяє глибше зрозуміти фізику та хімію планет, зокрема, розподіл тепла, наявність висотних вітрів і хімічних речовин. У WASP-18b тепловий центр залишається нерухомим, що вказує на сильний опір переміщенню повітря — ймовірно, через гравітацію або магнітні поля. “Ми отримали тепловий зріз, який показує: чим вище — тим тепліше, отже світло поглинається у верхніх шарах,” — коментують дослідники.

Цей прорив відкриває можливість масового вивчення подібних планет. WASP-18b був обраний через свою яскравість в інфрачервоному спектрі, але подібні методи можна застосовувати і до сотень інших відомих “гарячих Юпітерів”. “Це дозволяє вивчати планети у 3D, як ми досліджуємо об’єкти Сонячної системи,” — зазначає Чалленер. Нові карти допоможуть з’ясувати, де саме зберігається вода, як рухається тепло та які атмосферні процеси є типовими для таких світів.

Хоча залишається чимало питань — наприклад, точна хімія країв планети — команда вже підтвердила результати двома різними методами. Основна картина є стійкою: палюче ядро, прохолодний обід і зона, де вода стає рідкістю. Завдяки Джеймсу Веббу та новим технологіям астрономія виходить на новий рівень розуміння далеких світів.