Обнаружена планета со стратосферой

Помните недавнюю публикацию об обнаружении атмосферы на планете GJ 1132b? Тема космических открытий продолжается! Теперь обнаружена еще и планета со стратосферой.

Группа исследователей дальнего космоса из разных стран под руководством ученых Эксетерского университета (Великобритания) обнаружили наличие стратосферы у планеты-гиганта, получившей название WASP-121b, находящейся примерно в 900 световых годах от Солнечной системы. Разумеется, здесь не обошлось без телескопа «Хаббл», постоянно находящегося на орбите Земли…

WASP-121b — газовый гигант, атмосфера которого из-за близости к Звезде раскалена настолько, что в ней закипает железо. Она имеет массу и радиус больше, чем у “нашего” газового гиганта — Юпитера, а период оборота вокруг родной Звезды составляет 1,3 земных суток. Результаты исследований предыдущих десятилетий лишь предполагали возможность существования стратосферы на планетах этого класса. И вот WASP-121b удивляет ученый наличием стратосферы. Для изучения этого слоя исследователи использовали спектроскопию.

Дрейк Деминг – профессор астрономии, один из участников исследовательского процесса, в интервью сказал, что стратосфера планеты-гиганта настолько горячая, что является причиной возникновения водяного пара, который, в свою очередь, становится предметом анализа.

Метод заключается в следующем: в процессе наблюдения за WASP-121b в диапазоне волн различной длины группа измеряет и анализирует изменения яркости планеты. Температура воды влияет на поведение атмосферных паров. Например, низкий температурный режим планетарных испарений в стратосфере блокирует свет конкретной длины волн, излучаемый в космос нижними слоями атмосферы планеты. И наоборот, высокие температуры способствуют свечению молекул воды в стратосфере, которое наблюдается в том же значение длины волны.

Этот феномен схож по физико-химическим процессам, которые происходят во время фейерверка. Цвет салюта прямо зависит от химических элементов, которые выделяют энергию, сгорая после залпа. В процессе нагревания и испарения химических веществ (металлов), электроны переходят на другой энергетический уровень. В зависимости от вида химических веществ, электроны выделяют свет в диапазоне волн конкретной длины. Например, оранжево-желтый цвет – продукт испарения натрия. Стронций в процессе испарения выделяет красный цвет.

По такому же принципу водяные молекулы стратосферы WASP-121b производят свечение, когда теряют энергию. Единственное отличие – человеческий глаз не в состоянии зафиксировать этот процесс, так как планетарный фейерверк происходит в инфракрасном свете.
Международная группа исследователей предположила, что источниками тепла на экзопланете могут быть оксиды ванадия или титана, которые наподобие озонового слоя Земли поглощают свет Звезды в видимых длинах волн. Такие соединения могут возникать исключительно на самых жарких газовых гигантах, коим, без сомнений, является WASP-121b.

Некоторые планеты Солнечной системы также могут похвастаться наличием стратосферы. На первом месте, конечно же, Земля. Температуру ее стратосферы повышает излучаемый Солнцем ультрафиолет. Стратосферу Юпитера и его естественного спутника Титана «подогревает» метан. Однако у планет Солнечной системы повышение температурного режима стратосферы не превышает отметку в +1000 C. На обнаруженном газовом гиганте WASP-121b показатели температуры верхнего слоя атмосферы держатся на отметке в 10000 C. Это позволяет планете-гиганту сохранять газовое состояние.

Источники:

Статья подготовлена на основе исследований, опубликованных в журнале «Nature» http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23266.html?foxtrotcallback=true