Карта предоставляет информацию о температурах в различных слоях атмосферы мира и отслеживает количество и распределение водяного пара на планете. Полученные данные имеют разветвление для понимания динамики атмосферы и формирования планет-гигантов, таких как Юпитер.«Эти измерения открыли дверь для нового вида сравнительной планетологии», — сказал руководитель группы Джейкоб Бин из Чикагского университета.
«Наши наблюдения являются первыми в своем роде с точки зрения предоставления двумерной карты тепловой структуры планеты, которую можно использовать для ограничения атмосферной циркуляции и динамических моделей горячих экзопланет», — сказал член группы Кевин Стивенсон из Чикагского университета.Наблюдения Хаббла показывают, что планету, называемую WASP-43b, некуда называть своим домом. Это мир крайностей, где бурлящие ветры воют со скоростью звука от дневной стороны в 3000 градусов по Фаренгейту, достаточно горячей, чтобы плавить сталь, до черной как смоль ночной стороны, где температура опускается ниже относительно прохладной 1000 градусов по Фаренгейту.
Как горячий шар, состоящий преимущественно из газообразного водорода, на планете нет поверхностных элементов, таких как океаны или континенты, которые можно было бы использовать для отслеживания его вращения. Только резкая разница температур между дневной и ночной сторонами может быть использована удаленным наблюдателем, чтобы отметить течение дня в этом мире.
WASP-43b находится на расстоянии 260 световых лет от нас и впервые был обнаружен в 2011 году. WASP-43b слишком далеко, чтобы его можно было сфотографировать, но поскольку его орбита наблюдается с ребра относительно Земли, астрономы обнаружили его, наблюдая регулярные провалы в свете его родительская звезда, когда планета проходит перед ней.Планета примерно такого же размера, как Юпитер, но почти в два раза массивнее.
Планета настолько близка к своей оранжевой карликовой звезде-хозяину, что совершает полный оборот по орбите всего за 19 часов. Планета также заблокирована гравитацией, так что одно ее полушарие обращено к звезде, так же как наша Луна обращена лицом к Земле.Ученые объединили два предыдущих метода анализа экзопланет и впервые объединили их в один для изучения атмосферы WASP-43b.
Спектроскопия позволила им определить водность и температурную структуру атмосферы. Наблюдая за вращением планеты, астрономы также смогли измерить содержание воды и температуру на разных долготах.Поскольку в нашей солнечной системе нет планеты с такими мучительными условиями, описание атмосферы такого причудливого мира представляет собой уникальную лабораторию для лучшего понимания образования планет и планетарной физики. «Планета настолько горячая, что вся вода в ее атмосфере испаряется, а не конденсируется в ледяные облака, как на Юпитере», — сказала член команды Лаура Крейдберг из Чикагского университета.
«Считается, что вода играет важную роль в образовании планет-гигантов, поскольку кометоподобные тела бомбардируют молодые планеты, доставляя большую часть воды и других молекул, которые мы можем наблюдать», — сказал Джонатан Фортни, член команды из Калифорнийский университет в Санта-Крус.Однако количество воды на планетах-гигантах нашей солнечной системы малоизвестно, потому что вода заперта в виде льда, выпавшего из верхних слоев их атмосферы.
Но на «горячих Юпитерах», то есть на больших планетах, таких как Юпитер, температура поверхности которых высока из-за того, что они вращаются очень близко к своим звездам, вода находится в виде пара, который можно легко проследить. Крейдберг также подчеркнул, что команда не просто обнаружила воду в атмосфере WASP-43b, но также точно измерила, сколько ее там и как она распределяется по долготе.Чтобы понять, как образуются планеты-гиганты, астрономы хотят знать, насколько они обогащены различными элементами.
Команда обнаружила, что WASP-43b содержит примерно такое же количество воды, как и следовало ожидать от объекта с тем же химическим составом, что и Солнце. Крейдберг сказал, что это говорит кое-что фундаментальное о том, как образовалась планета.Впервые астрономы смогли наблюдать три полных вращения планеты, которые произошли за четыре дня.
По словам Жана-Мишеля Дезерта из Университета Колорадо в Боулдере, это было необходимо для проведения столь точных измерений.Затем команда планирует провести измерения содержания воды на разных планетах, чтобы изучить их химическое содержание. Планируемый преемник Хаббла, космический телескоп Джеймса Уэбба, сможет измерять не только содержание воды, но и содержание окиси углерода, двуокиси углерода, аммиака и метана в зависимости от температуры планеты.
Результаты представлены в двух новых статьях, одна из которых опубликована в Интернете в Science Express 9 октября, а другая — в Astrophysical Journal Letters 12 сентября.