В космических глубинах вращаются газовые гиганты, некоторые из которых, известные как горячие и ультра-горячие Юпитеры, находятся в столь близкой орбите к своим звездам, что их температура достигает экстремальных значений. Программа «Жареные Маршмеллоу», объединившая ученых, стремится раскрыть тайны атмосферной химии этих планет, похожих на «маршмеллоу», которые постоянно поджариваются жаром своих светил. Одним из самых интересных объектов для исследований стала экзопланета WASP-121b.
Планеты формируются из протопланетных дисков, вращающихся вокруг молодых звезд. Эти диски содержат смесь каменистых и ледяных материалов. Различные температуры испарения и конденсации этих материалов создают градиент: ближе к звезде преобладают каменистые вещества, а дальше – ледяные. Соотношение этих материалов в составе планеты позволяет определить место ее формирования в диске.
Используя Immersion GRating INfrared Spectrograph (IGRINS) на телескопе Gemini South в Чили, ученые впервые получили возможность измерить соотношение каменистых и ледяных материалов в составе экзопланеты WASP-121b с помощью одного инструмента. Этот метод открыл новые горизонты для изучения химического состава экзопланет. Ранее для таких исследований требовалось использовать несколько различных инструментов, что усложняло анализ.
Результаты исследований WASP-121b оказались неожиданными. Экзопланета, как выяснилось, обладает аномально высоким соотношением каменистых материалов к ледяным. Это противоречит общепринятым теориям формирования газовых гигантов, согласно которым они должны формироваться в регионах протопланетного диска, где преобладают ледяные материалы. WASP-121b, по-видимому, сформировалась в области, где температуры были слишком высоки для конденсации льда, что ставит под сомнение традиционные модели.
Атмосфера WASP-121b также полна сюрпризов. Под воздействием высокой температуры некоторые металлы, которые обычно находятся в твердом состоянии, испаряются и переносятся ветрами на ночную сторону планеты, где они конденсируются и выпадают в виде осадков. Одним из таких явлений является «кальциевый дождь», наблюдаемый на ночной стороне планеты. Это удивительное явление свидетельствует об экстремальных и динамичных процессах, протекающих в атмосфере WASP-121b.
Исследования WASP-121b проводились с 2022 по 2023 годы. Уникальная возможность использовать IGRINS в телескопе Gemini South позволила получить беспрецедентные данные, которые выявили аномалии состава этой экзопланеты. Установлено, что WASP-121b является своеобразным исключением, демонстрируя, что процессы планетообразования могут быть гораздо более сложными и разнообразными, чем считалось ранее.
В рамках будущих исследований IGRINS-2, новая итерация инструмента, установлена на телескопе Gemini North на Гавайях. Сейчас проводится его калибровка, и в скором времени он будет использоваться для более детального изучения атмосфер экзопланет. Это позволит ученым получить еще более точные данные и раскрыть новые аспекты формирования и развития этих далеких миров.
Экзопланеты, особенно газовые гиганты, составляют примерно треть от общего числа известных экзопланет. Среди них особое место занимают горячие Юпитеры и их более экстремальные собратья – ультра-горячие Юпитеры. WASP-121b является ярким примером того, насколько непредсказуемыми и удивительными могут быть эти объекты, заставляя ученых постоянно пересматривать и корректировать свои модели и теории.
Ученые из Arizona State University's School Of Earth and Space Exploration, такие как Питер Смит, активно участвуют в программе «Жареные Маршмеллоу». Их работа способствует углублению понимания процессов формирования и эволюции планет за пределами Солнечной системы. Исследования WASP-121b, опубликованные в The Astronomical Journal, являются значительным шагом в этой области.
Спектрографические наблюдения с помощью IGRINS позволили команде ученых определить состав WASP-121b, и его необычные параметры стали доказательством того, что планеты могут формироваться не только в соответствии с устоявшимися теориями. Это открытие стимулирует дальнейшие исследования, чтобы получить более полную картину разнообразных способов формирования планет во Вселенной.
Используя уникальные возможности спектрографов, таких как IGRINS и IGRINS-2, астрономы смогут получить более детальное представление о химическом составе атмосфер экзопланет и, возможно, ответить на ключевые вопросы о формировании планет и условиях, способствующих возникновению жизни. Экзопланета WASP-121b продолжает давать ученым новую пищу для размышлений и, возможно, в скором времени преподнесет еще больше сюрпризов.
Исследование экзопланет – это увлекательное занятие и важный шаг на пути к пониманию места человечества во Вселенной. Каждое новое открытие, как это произошло с WASP-121b, позволяет нам расширять горизонты познания и приближаться к ответу на извечный вопрос: «Одни ли мы во Вселенной?».
Изображение носит иллюстративный характер
Планеты формируются из протопланетных дисков, вращающихся вокруг молодых звезд. Эти диски содержат смесь каменистых и ледяных материалов. Различные температуры испарения и конденсации этих материалов создают градиент: ближе к звезде преобладают каменистые вещества, а дальше – ледяные. Соотношение этих материалов в составе планеты позволяет определить место ее формирования в диске.
Используя Immersion GRating INfrared Spectrograph (IGRINS) на телескопе Gemini South в Чили, ученые впервые получили возможность измерить соотношение каменистых и ледяных материалов в составе экзопланеты WASP-121b с помощью одного инструмента. Этот метод открыл новые горизонты для изучения химического состава экзопланет. Ранее для таких исследований требовалось использовать несколько различных инструментов, что усложняло анализ.
Результаты исследований WASP-121b оказались неожиданными. Экзопланета, как выяснилось, обладает аномально высоким соотношением каменистых материалов к ледяным. Это противоречит общепринятым теориям формирования газовых гигантов, согласно которым они должны формироваться в регионах протопланетного диска, где преобладают ледяные материалы. WASP-121b, по-видимому, сформировалась в области, где температуры были слишком высоки для конденсации льда, что ставит под сомнение традиционные модели.
Атмосфера WASP-121b также полна сюрпризов. Под воздействием высокой температуры некоторые металлы, которые обычно находятся в твердом состоянии, испаряются и переносятся ветрами на ночную сторону планеты, где они конденсируются и выпадают в виде осадков. Одним из таких явлений является «кальциевый дождь», наблюдаемый на ночной стороне планеты. Это удивительное явление свидетельствует об экстремальных и динамичных процессах, протекающих в атмосфере WASP-121b.
Исследования WASP-121b проводились с 2022 по 2023 годы. Уникальная возможность использовать IGRINS в телескопе Gemini South позволила получить беспрецедентные данные, которые выявили аномалии состава этой экзопланеты. Установлено, что WASP-121b является своеобразным исключением, демонстрируя, что процессы планетообразования могут быть гораздо более сложными и разнообразными, чем считалось ранее.
В рамках будущих исследований IGRINS-2, новая итерация инструмента, установлена на телескопе Gemini North на Гавайях. Сейчас проводится его калибровка, и в скором времени он будет использоваться для более детального изучения атмосфер экзопланет. Это позволит ученым получить еще более точные данные и раскрыть новые аспекты формирования и развития этих далеких миров.
Экзопланеты, особенно газовые гиганты, составляют примерно треть от общего числа известных экзопланет. Среди них особое место занимают горячие Юпитеры и их более экстремальные собратья – ультра-горячие Юпитеры. WASP-121b является ярким примером того, насколько непредсказуемыми и удивительными могут быть эти объекты, заставляя ученых постоянно пересматривать и корректировать свои модели и теории.
Ученые из Arizona State University's School Of Earth and Space Exploration, такие как Питер Смит, активно участвуют в программе «Жареные Маршмеллоу». Их работа способствует углублению понимания процессов формирования и эволюции планет за пределами Солнечной системы. Исследования WASP-121b, опубликованные в The Astronomical Journal, являются значительным шагом в этой области.
Спектрографические наблюдения с помощью IGRINS позволили команде ученых определить состав WASP-121b, и его необычные параметры стали доказательством того, что планеты могут формироваться не только в соответствии с устоявшимися теориями. Это открытие стимулирует дальнейшие исследования, чтобы получить более полную картину разнообразных способов формирования планет во Вселенной.
Используя уникальные возможности спектрографов, таких как IGRINS и IGRINS-2, астрономы смогут получить более детальное представление о химическом составе атмосфер экзопланет и, возможно, ответить на ключевые вопросы о формировании планет и условиях, способствующих возникновению жизни. Экзопланета WASP-121b продолжает давать ученым новую пищу для размышлений и, возможно, в скором времени преподнесет еще больше сюрпризов.
Исследование экзопланет – это увлекательное занятие и важный шаг на пути к пониманию места человечества во Вселенной. Каждое новое открытие, как это произошло с WASP-121b, позволяет нам расширять горизонты познания и приближаться к ответу на извечный вопрос: «Одни ли мы во Вселенной?».
