Уэбб находит следы воды на планете в 400 световых годах от нас

В ходе прорывного исследования астрономы обнаружили водяной пар в атмосфере чужой планеты, WASP-18 b. Кроме того, команда нанесла на карту изменения температуры, когда планета исчезала и появлялась из своей звезды. Это явление, называемое вторичным затмением, позволяет ученым исследовать комбинированный свет звезды и планеты. Затем они уточняют измерения, используя только свет звезды, когда планета проскальзывает за ней. Открытие стало возможным благодаря космическому телескопу Джеймса Уэбба, который продолжает удивлять нас своими возможностями для исследования космоса.

Лицом к звезде: приливная блокировка WASP-18 b

Интересно, что «дневная сторона» WASP-18 b постоянно обращена к своей звезде, этот процесс известен как приливная блокировка. Подобно тому, как одна сторона Луны постоянно обращена к Земле, карта яркости WASP-18 b указывает на значительные колебания температуры, достигающие 1000 градусов, между ее самой горячей точкой, обращенной к звезде, и терминатором — зоной, где день планеты и ночные стороны сходятся в постоянных сумерках.

«Чувствительность, которую обеспечивает JWST, позволяет нам создавать подробные карты горячих планет-гигантов, таких как WASP-18 b», — заявила Меган Мэнсфилд, научный сотрудник Университета Аризоны и один из авторов статьи. Это первый раз, когда планета была нанесена на карту с помощью JWST, что привело к интригующим выводам, таким как наблюдаемое резкое падение температуры в точке, непосредственно обращенной к звезде.

Уэбб находит следы воды

Команда проследила температурные градиенты на дневной стороне планеты. Более низкая температура планеты на терминаторе предполагает фактор, препятствующий эффективному рассеиванию тепла ветрами на ночную сторону, хотя точная природа этого препятствия остается неизвестной.

По словам соавтора Райана Челленера из Мичиганского университета, карта яркости указывает на отсутствие ветров с востока на запад. Этот вывод лучше всего согласуется с моделями, предполагающими атмосферное сопротивление. Он предположил, что WASP-18 b может обладать сильным магнитным полем, и это открытие заслуживает внимания.

Одна из возможных интерпретаций этих результатов состоит в том, что магнитные эффекты планеты заставляют ветры дуть с экватора над полюсами, а не в направлении восток-запад, как обычно ожидается.

Джеймс Уэбб: наличие водяного пара, несмотря на экстремальные температуры

Исследовательская группа наблюдала за изменениями температуры в разных слоях атмосферы этого газового гиганта. Было отмечено повышение температуры на несколько сотен градусов. Несмотря на экстремальную температуру почти 2700 градусов по Цельсию, которая могла разрушить большинство молекул воды, исключительная чувствительность Уэбба обнаружила присутствие водяного пара в атмосфере WASP-18 b.

Луи-Филипп Куломб, доктор философии. студент Университета Монреаля и ведущий автор статьи выразили восхищение обнаружением сигнатуры воды в спектре WASP-18 b. Бьорн Беннеке, профессор UdeM и доктор философии Куломба. Консультант подчеркнул, что эти измерения облегчат обнаружение таких молекул в широком диапазоне планет в будущем.

Изучение WASP-18 b с помощью JWST и раскрытие его происхождения

Астрономы изучали WASP-18 b в течение примерно шести часов с помощью устройства формирования изображений в ближнем инфракрасном диапазоне и безщелевого спектрографа (NIRISS), устройства, предоставленного несколькими партнерами, включая Канадское космическое агентство, Монреальский университет и iREx.

Анджали Пиетт, научный сотрудник Института науки Карнеги, отметила, что особенности воды в спектре планеты были тонкими и сложными для идентификации в более ранних наблюдениях, что делает их недавнее открытие еще более захватывающим.

Научная программа раннего выпуска Transiting Exoplanet Community

Эти наблюдения под руководством астронома Натали Баталья были частью Научная программа раннего выпуска Transiting Exoplanet Community. Большая часть этой новаторской работы была выполнена молодыми учеными, включая Куломба, Челленера, Пиетта и Мэнсфилда.

Близость WASP-18 b к своей звезде и Земле, а также ее большая масса делают ее интересным объектом исследования. Поскольку это один из самых массивных миров с атмосферой, доступной для исследования, понимание WASP-18 b может помочь ученым понять, как такие планеты формируются и развиваются в соответствующих системах.

Куломб пришел к выводу: «Анализируя спектр WASP-18 b, мы узнаем о различных молекулах в его атмосфере и ее формировании. Наши наблюдения показывают, что состав WASP-18 b напоминает ее звезду, что означает, что она образовалась из газа, оставшегося после рождения звезды. Эти открытия бесценны для понимания того, как возникают уникальные планеты, такие как WASP-18 b, не имеющие аналогов в нашей Солнечной системе».