Инопланетные песчаные бури: NASA Webb раскрывает тайны силикатных облаков планеты VHS 1256 b
На этой иллюстрации показаны вихревые облака, обнаруженные космическим телескопом «Джеймс Уэбб» в атмосфере экзопланеты VHS 1256 b. Планета находится на расстоянии около 40 световых лет от Земли и вращается вокруг двух звезд, находящихся в тесном вращении. В течение 22-часового дня ее облака постоянно поднимаются, перемешиваются и движутся. Кроме того, они заполнены силикатной пылью. Некоторые облака содержат силикатные зерна размером с частицы дыма. В других — чуть более крупные, похожие на мелкие песчинки. Исследователи обнаружили как более светлые, так и более темные облачные пятна, что указывает на то, что некоторые облака ниже и горячее или выше и холоднее, чем другие, соответственно. Credit: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
Прогноз погоды: На планете VHS 1256 b ожидаются рассеянные, пестрые облака, состоящие из силикатов.
Вы когда-нибудь чувствовали, как горячий песок хлещет вас по лицу? Это успокаивает по сравнению с изменчивыми условиями, обнаруженными в атмосфере планеты VHS 1256 b. Исследователи с помощью космического телескопа NASA James Webb доказали, что облака этой планеты состоят из силикатных частиц — от мелких вкраплений до небольших зерен. Кроме того, облачный покров этой планеты почти постоянно находится в движении! По прогнозам специалистов, силикаты, вращающиеся в этих облаках, периодически становятся слишком тяжелыми и выпадают дождем в глубины атмосферы планеты. Наблюдения «Уэбба» также показывают четкие сигнатуры воды, метана, угарного газа и дают основания предполагать наличие углекислого газа. Это только начало исследований — ожидается, что по мере изучения «ливня» данных, поступающих с «Вебба», будут сделаны еще многие выводы.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» — следующая после «Хаббла» великая космическая обсерватория, призванная ответить на нерешенные вопросы о Вселенной и совершить прорывные открытия во всех областях астрономии. Webb позволит заглянуть вглубь нашей истории: от формирования звезд и планет до рождения первых галактик в ранней Вселенной. Webb — это международное партнерство NASA, ESA и CSA. Credit: ESA/ATG medialab
Космический телескоп НАСА «Уэбб» обнаружил вихревые, зернистые облака на удаленной планете
Исследователи, работающие с космическим телескопом НАСА James Webb, определили особенности силикатных облаков в атмосфере далекой планеты. В течение 22-часового дня атмосфера постоянно поднимается, перемешивается и движется, поднимая более горячее вещество вверх и опуская более холодное вниз. В результате яркость меняется настолько резко, что это самый изменчивый объект планетарной массы из известных на сегодняшний день. Команда под руководством Бриттани Майлз (Brittany Miles) из Университета Аризоны также получила необычайно четкие данные о воде, метане и монооксиде углерода, а также обнаружила свидетельства наличия углекислого газа в составе «Вебба». Это самое большое количество молекул, когда-либо одновременно обнаруженных на планете за пределами нашей Солнечной системы.
Планета, обозначенная по каталогу как VHS 1256 b, находится на расстоянии около 40 световых лет от нас и обращается вокруг не одной, а двух звезд в течение 10 000 лет. VHS 1256 b находится примерно в четыре раза дальше от своих звезд, чем Плутон от нашего Солнца, что делает ее отличной целью для «Уэбба», — сказал Майлз. «Это означает, что свет планеты не смешивается со светом ее звезд». В верхней части атмосферы, где клубятся силикатные облака, температура достигает 1 500 градусов по Фаренгейту (830 градусов по Цельсию).
Внутри этих облаков «Вебб» обнаружил как более крупные, так и более мелкие зерна силикатной пыли, которые показаны на спектре. «Мелкие силикатные зерна в атмосфере могут быть похожи на крошечные частицы дыма», — отметила соавтор исследования Бет Биллер (Beth Biller) из Эдинбургского университета (Шотландия). «Более крупные зерна могут быть похожи на очень горячие и очень мелкие частицы песка».
Исследовательская группа под руководством Бриттани Майлз (Brittany Miles) из Университета Аризоны использовала два прибора, известных как спектрографы, на борту космического телескопа Джеймса Уэбба: спектрограф ближней инфракрасной области (NIRSpec) и прибор средней инфракрасной области (MIRI) для наблюдения обширного участка света ближней и средней инфракрасной области, излучаемого планетой VHS 1256 b. Они нанесли этот свет на спектр, представленный выше. Credit: Image: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI), Science: Бриттани Майлз (Университет Аризоны), Саша Хинкли (Университет Эксетера), Бет Биллер (Эдинбургский университет), Эндрю Скемер (Калифорнийский университет в Санта-Крузе).
VHS 1256 b обладает низкой гравитацией по сравнению с более массивными коричневыми карликами, что означает, что силикатные облака могут появляться и оставаться выше в атмосфере, где их может обнаружить Webb. Еще одной причиной неспокойного неба является возраст планеты. По астрономическим меркам она совсем молодая. С момента ее образования прошло всего 150 млн. лет, и в течение миллиардов лет она будет продолжать изменяться и остывать.
Во многих отношениях команда считает эти находки первыми «монетами», извлеченными из спектра, который исследователи рассматривают как сундук с сокровищами данных. Во многом они только начали определять его содержимое. «Мы идентифицировали силикаты, но для лучшего понимания того, какие размеры и формы зерен соответствуют определенным типам облаков, потребуется еще много дополнительной работы», — сказал Майлз. «Это не последнее слово об этой планете — это начало крупномасштабной работы по моделированию сложных данных Webb».
Несмотря на то, что все обнаруженные командой телескопа особенности были замечены на других планетах в других точках Млечного Пути другими телескопами, другие исследовательские группы обычно определяли только одну из них за раз. «Ни один другой телескоп не выявлял столько особенностей одновременно для одного объекта», — сказал соавтор исследования Эндрю Скемер (Andrew Skemer) из Калифорнийского университета в Санта-Крузе. Мы видим в одном спектре «Уэбба» множество молекул, которые подробно описывают динамические облачные и погодные системы планеты».
Команда пришла к таким выводам, проанализировав данные, известные как спектры, собранные двумя приборами на борту «Вебба» — спектрографом ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) и прибором среднего инфракрасного диапазона (MIRI). Поскольку планета вращается на таком большом расстоянии от своих звезд, исследователи смогли наблюдать ее напрямую, а не использовать для получения этих данных транзитный метод или коронограф.
В ближайшие месяцы и годы, когда эта и другие команды продолжат изучать инфракрасные данные «Уэбба» с высоким разрешением, мы узнаем еще много нового о VHS 1256 b. «Огромная отдача от очень скромного количества времени работы телескопа», — добавил Биллер. «Всего несколько часов наблюдений — и мы имеем, как нам кажется, бесконечный потенциал для дополнительных открытий».
Что будет с этой планетой через миллиарды лет? Поскольку она находится так далеко от своих звезд, со временем она станет холоднее, а ее небо может превратиться из облачного в ясное.
Исследователи наблюдали VHS 1256 b в рамках научной программы «Ранний релиз Вебба», которая призвана помочь астрономическому сообществу изменить свои возможности по определению характеристик планет и дисков, в которых они формируются.
Работа группы под названием «Научная программа JWST Early Release Science Program for Direct Observations of Exoplanetary Systems II: A 1 to 20 Micron Spectrum of the Planetary-Mass Companion VHS 1256-1257 b» была опубликована 22 марта в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Ссылка: «Научная программа JWST раннего выпуска для прямых наблюдений экзопланетных систем II: спектр от 1 до 20 микрон спутника VHS 1256-1257 b с планетной массой» Бриттани Э. Майлз, Бет А. Биллер, Полихронис Патапис, Кадин Уортен, Эмили Рикман, Килан К. В. Хох, Эндрю Скемер, Маршалл Д. Перрин, Ниалл Уайтфорд, Кристин Х. Чен, Сагник Мукерджи, Каролина В. Morley, Sarah E. Moran, Mickael Bonnefoy, Simon Petrus, Aarynn L. Carter, Elodie Choquet, Sasha Hinkley, Kimberly Ward-Duong, Jarron M. Leisenring, Maxwell A. Millar-Blanchaer, Laurent Pueyo, Shrishmoy Ray, Karl R. Stapelfeldt, Jordan M. Stone, Jason J. Wang, Olivier Absil, William O. Balmer, Anthony Boccaletti, Mariangela Bonavita, Mark Booth, Brendan P. Bowler, Gael Chauvin, Valentin Christiaens, Thayne Currie, Camilla Danielski, Jonathan J. Fortney, Julien H. Girard, Alexandra Z. Greenbaum, Thomas Henning, Dean C. Hines, Markus Janson, Paul Kalas, Jens Kammerer, Matthew A. Kenworthy, Pierre Kervella, Pierre-Olivier Lagage, Ben W. P. Lew, Michael C. Liu, Bruce Macintosh, Sebastian Marino, Mark S. Marley, Christian Marois, Elisabeth C. Matthews, Brenda C. Matthews, Dimitri Mawet, Michael W. McElwain, Stanimir Metchev, Michael R. Meyer, Paul Molliere, Eric Pantin, Andreas Quirrenbachm Isabel Rebollido, Bin B. Ren, Malavika Vasist, Mark C. Wyatt, Yifan Zhou, Zackery W. Briesemeister, Marta L. Bryan, Per Calissendorff, Faustine Catalloube, Gabriele Cugno, Matthew De Furio, Trent J. Dupuy, Samuel M.
Космический телескоп имени Джеймса Уэбба является крупнейшей глобальной космической научной обсерваторией. Задача телескопа — разгадать загадки нашей Солнечной системы, исследовать далекие миры, вращающиеся вокруг других звезд, и проникнуть в таинственные структуры и истоки нашей Вселенной, чтобы понять нашу роль в ней. Эта международная деятельность осуществляется под руководством NASA в сотрудничестве с его партнерами — Европейским космическим агентством (ESA) и Канадским космическим агентством.
