Космічний телескоп Джеймс Вебб виявив сліди водяної пари в атмосфері надгарячої екзопланети, яка обертається навколо своєї зірки менш ніж за один земний день.
Екзопланета, про яку йде мова, WASP-18 b, є газовим гігантом, у 10 разів масивнішим за найбільшу планету Сонячної системи, Юпітер. Планета досить екстремальна, оскільки вона обертається навколо сонцеподібної зірки WASP-18, яка розташована приблизно в 400 світлових роках від Землі, на середній відстані лише 1,9 мільйона миль (3,1 мільйона кілометрів). Для порівняння, внутрішня планета Сонячної системи, Меркурій, обертається навколо Сонця на відстані 39,4 мільйона миль (63,4 мільйона км).
Через таку близькість до материнської зірки температури в атмосфері WASP-18 b настільки високі, що більшість молекул води розпадаються, йдеться в заяві NASA. Той факт, що Веббу вдалося розпізнати сигнатури залишкової води, є свідченням спостережних можливостей телескопа.
«Спектр атмосфери планети чітко показує численні невеликі, але точно виміряні водні структури, присутні незважаючи на екстремальні температури майже 5000 градусів за Фаренгейтом (2700 градусів за Цельсієм)», — йдеться в заяві NASA. «Він настільки гарячий, що міг би розірвати більшість молекул води, тому все ще бачити його присутність говорить про надзвичайну чутливість Вебба до виявлення залишків води».
WASP-18 b, виявлений у 2008 році, вивчався іншими телескопами, зокрема космічним телескопом Хаббл, рентгенівським космічним телескопом NASA Chandra, мисливцем за екзопланетами TESS і інфрачервоним космічним телескопом Спітцера, який уже не працює . Однак жоден із цих космічних телескопів не був достатньо чутливим, щоб побачити сліди води в атмосфері планети.
«Оскільки характеристики води в цьому спектрі настільки тонкі, їх було важко ідентифікувати в попередніх спостереженнях», — сказала в заяві Анджалі Пієтт, докторант Інституту науки Карнегі та один з авторів нового дослідження. «Це стало справді захоплюючим, нарешті побачити водні об’єкти за допомогою цих спостережень JWST».
Крім того, що WASP-18 b такий масивний, гарячий і близький до своєї материнської зірки, він також припливно заблокований. Це означає, що одна сторона планети постійно звернена до зірки, так само як ближня сторона Місяця завжди звернена до Землі . В результаті цього приливного блокування на поверхні планети існують значні відмінності в температурі. Вимірювання Вебба вперше дозволили вченим детально відобразити ці відмінності.
Вимірювання показали, що найбільш інтенсивно освітлені частини планети можуть бути на 2000 градусів F (1100 градусів C) спекотнішими, ніж ті, що знаходяться в сутінковій зоні. Вчені не очікували таких значних температурних перепадів і тепер вважають, що має діяти якийсь ще незрозумілий механізм, який перешкоджає розподілу тепла навколо земної кулі планети.
«Карта яскравості WASP-18 b показує відсутність східно-західних вітрів, що найкраще відповідає моделям з атмосферним опором», — сказав у заяві співавтор Раян Челленер з Мічиганського університету. «Одне з можливих пояснень полягає в тому, що ця планета має сильне магнітне поле, що було б захоплюючим відкриттям!»
Щоб створити температурну карту, дослідники розрахували інфрачервоне світіння планети, вимірявши різницю у світінні батьківської зірки протягом часу, коли планета проходила перед диском зірки, а потім, коли вона зникала за ним.
Нове дослідження було опубліковано в журналі Nature.
