Утром облачно. К ночи — ясная погода.
Странно? Для WASP-94b это стандартная процедура.
Этот газовый гигант, расположенный в 700 световых годах от Земли, был обнаружен более десяти лет назад. Ранее нам не удавалось рассмотреть его подробно. Теперь космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) от НАСА предоставил нам первый настоящий «прогноз погоды» для этой планеты. Картина сложная. И чрезвычайно полезная.
Методология
Мы не можем просто сделать снимок этой планеты. Она слишком далеко. Ее свет слишком тусклый на фоне родительской звезды. Поэтому мы наблюдаем тени. Планета проходит перед диском своей звезды каждые четыре дня. Это явление называется транзитом.
Когда планета проходит, яркость звезды немного падает. Это затемнение позволяет определить размер планеты. Но здесь есть хитрость. Мы анализируем свет, который проходит сквозь верхние слои атмосферы планеты, когда она заходит за звезду или восходит перед ней. Атмосфера поглощает определенные цвета света.
Оставшиеся химические элементы подобны отпечаткам пальцев.
Обычно плотные облака мешают этому процессу. Они блокируют весь сигнал, превращая данные в белый шум.
Но WASP-94b (в тексте оригинала есть опечатка «96a b», речь идет о 94b) находится в приливном захвате. Он вращается синхронно с орбитой. Одна сторона постоянно горит под вечным дневным светом, другая замерзает в бесконечной ночи. Как наша Луна, только горячее. И ближе. На много порядков ближе.
Два мира в одном
Такое расположение позволяет ученым изучать два разных края планеты по отдельности: ведущий «утренний» край и отступающий «вечерний».
JWST проверил оба.
Различия оказались резкими.
Утренняя сторона покрыта пушистыми облаками.
Вечерняя сторона чистая. Почти голое небо.
Это не те водяные облака, к которым мы привыкли. Речь идет о силикате магния, железе и сульфиде магния.
Растопленная скала. Буквально жидкая материя, конденсирующаяся в воздухе.
Санджик Мукерджи из Аризонского государственного университета возглавил это исследование. Он был удивлен. Не только самими облаками. Но и пропастью различий.
«Было действительно удивительно увидеть, насколько разными могут быть две половины одной и той же планеты», — сказал он.
Его главный вывод: если мы предполагаем, что погода равномерна, мы получаем плохие данные. Мы не сможем правильно измерить химический состав, если проигнорируем «погодный прогноз».
Ветер и туман
Откуда такое разделение?
Ветры.
Огромная разница температур между дневной и ночной сторонами создает мощные реактивные струи. Они перемещают воздух. Облака формируются в прохладной ночи. Затем они устремляются к утру. Жара выжигает их.
Как утренний туман, рассеивающийся под солнцем. Только этот туман состоит из расплавленного металла.
Не поэтично?
«В данных это предельно ясно и красиво», — отмечает Хизер Кнутсон из Калтеха. Она не участвовала в исследовании, но хорошо знает, как работать с данными. Она сразу видела эту разницу.
Почему это важно
Экзопланеты — это не статичные шары. Они «дышат». У них есть участки с разным состоянием.
Раньше мы использовали простые модели. Предполагали одну среднюю температуру. Одно среднее покрытие облаками.
Это вводит в заблуждение.
«Мы знаем, что у многих экзопланет есть облака, а облака действительно не любят быть равномерными», — отметила Кнутсон.
Вы больше не можете посмотреть на одну часть и предположить целое. Данные требуют лучших карт. Большого уважения к хаосу.
Что еще мы упускаем, потому что наши модели были слишком простыми?
Кто знает.
Мы будем продолжать смотреть. Телескопы только начинают свою работу.
