Уникальный горячий Юпитер WASP-121b раскрывает тайны своего рождения - New-Science.ru
02 июня 2025, 00:00
Остатки пыли и камней, оставшиеся после формирования звезды, стали основой для одного из самых необычных и удивительных миров, известных человечеству. Речь идет о знаменитом газовом гиганте Tylos, также известном как WASP-121b, расположенном на расстоянии около 880 световых лет от Земли. Эта экзопланета находится так близко к своей звезде, что её атмосфера наполнена облаками испарённых металлов. Новые наблюдения показали, что этот мир — один из самых изученных в Млечном Пути — сформировался из пыли и камней, вращавшихся вокруг звезды на ранних этапах существования системы. Ключевым доказательством стало обнаружение в атмосфере планеты оксида кремния — облаков испарённой горной породы. С помощью космического телескопа JWST астрономы идентифицировали эту молекулу, а также воду, угарный газ и метан. " Относительное содержание углерода, кислорода и кремния помогает понять, как эта планета формировалась и из какого материала она состоит", — объясняет астроном Томас Эванс-Сома из Университета Ньюкасла в Австралии, руководивший исследованием. Tylos примерно в 1,75 раза больше Юпитера по радиусу, но всего в 1,16 раза массивнее его. Он вращается вокруг жёлто-белой звезды Dilmun, которая в 1,5 раза больше Солнца, совершая полный оборот всего за 30 часов. Планета находится так близко к звезде, что буквально испаряется — её атмосфера разогрета до колоссальных температур. Поскольку Tylos периодически проходит между Землёй и звезды Dilmun, это делает его идеальным объектом для изучения. Часть света звезды проходит через раздутую атмосферу экзопланеты, и молекулы в ней изменяют этот свет. Астрономы могут анализировать эти изменения, чтобы определить состав атмосферы. Tylos относится к классу "горячих юпитеров" — газовых гигантов, находящихся крайне близко к своим звёздам. Их происхождение остаётся загадкой: они не могут формироваться на таких орбитах, поскольку звёздные ветры и излучение препятствуют накоплению газа. Основная гипотеза гласит, что они образуются дальше и затем мигрируют внутрь системы. Первое обнаружение оксида кремния в атмосфере экзопланеты было описано в 2022 году. Эта молекула крайне трудноуловима, но именно её сочетание с другими веществами в атмосфере Tylos помогло учёным определить место рождения планеты. Звёзды формируются из плотных молекулярных облаков. Вращаясь, вещество образует диск, который постепенно аккрецирует на зарождающуюся звезду. Когда звезда становится достаточно мощной, чтобы отталкивать материал своими ветрами, её рост прекращается, а оставшееся вещество диска слипается в мелкие камешки пыли и льда, которые затем объединяются, формируя планеты. Ближе к звезде лёд сублимируется в газ. Это явление известно как "линия снега", и у разных видов льда она находится на разном расстоянии. Изучив соотношение молекул в атмосфере Tylos, исследователи пришли к выводу, что планета сформировалась на расстоянии, где метан находился в газообразной форме, а лёд оставался замёрзшим. В Солнечной системе такое расстояние соответствует орбитам между Юпитером и Ураном. Поскольку Dilmun горячее Солнца, Tylos должен был образоваться ещё дальше, а затем мигрировать на нынешнюю орбиту. Это одно из лучших доказательств теории формирования "горячих юпитеров". Однако остаётся ещё одна загадка. Метан был обнаружен на ночной стороне планеты, которая всегда повёрнута от звезды. Метан неустойчив при высоких температурах, поэтому на дневной стороне его невозможно зафиксировать. Однако его неожиданно высокое содержание в верхних слоях атмосферы ночной стороны указывает на активные атмосферные процессы. Учёные предполагают, что происходит вертикальное перемешивание — мощные восходящие потоки переносят метан из глубины атмосферы в верхние слои, где его может засечь JWST. " Это бросает вызов современным моделям динамики экзопланет, которые, вероятно, придётся адаптировать, чтобы объяснить столь сильное вертикальное перемешивание", — говорит Эванс-Сома. Хотя Tylos изучен лучше, чем большинство из почти 6000 подтверждённых экзопланет, этот странный, "тающий" мир продолжает раскрывать новые секреты о планетах Млечного Пути. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.