Астрономы впервые заметили потенциальную глорию в атмосфере экзопланеты

Астрономы обнаружили потенциальную глорию в атмосфере ультрагорячего юпитера WASP-76b, которая может формироваться за счет сферических капель или аэрозолей и облаков сферической формы. Однако возможно, что данные наблюдений за экзопланетой могут быть описаны и другими процессами в ее атмосфере. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics.

Глория возникает в результате преломления солнечного света в каплях тумана или облаков и выглядит как ряд концентрических колец. Такое явление возникает, когда наблюдатель находится прямо между Солнцем и описанными частицами, на Земле оно заметно с борта самолета, окружая его тень на нижележащих облаках, или вокруг тени альпинистов на вершинах туманных гор. Для возникновения глории необходимо, чтобы преломляющая свет среда состояла из сферических капель, которые должны быть практически одинакового размера. Кроме Земли глория наблюдалась только в облаках Венеры, на высоте 70 километров над поверхностью планеты.

Группа астрономов во главе с Оливьером Деманжоном (Olivier Demangeon) из Института астрофизики и космических наук в Португалии сообщила о первом потенциальном случае обнаружения глории в атмосфере экзопланеты. Ученые анализировали данные архивных наблюдений за экзопланетой WASP-76b, полученных при помощи космических телескопов CHEOPS, TESS, «Хаббл» и «Спитцер». Наблюдения охватывали события транзита планеты по диску звезды, вторичного затмения (когда планета проходит позади своей звезды), а также изменения фазы планеты за счет движения по орбите.

WASP-76b представляет собой прекрасный пример ультрагорячего юпитера — короткопериодического (1,8 дня) газового гиганта, который подвергается воздействию мощных потоков излучения от своей звезды класса F7, с массой 1,4 массы Солнца и возрастом 2,4 миллиарда лет. Система находится на расстоянии около 640 световых лет от Земли в созвездии Рыб. Ранее на экзопланете были обнаружены железные дожди, она находится в приливном захвате.

Оценка геометрического альбедо экзопланеты варьируется от 0,05 до 0,146, в этом плане WASP-76b не выделяется среди других ультрагорячих юпитеров. Ученые также ограничили эксцентриситет орбиты WASP-76 b значением менее 0,0067, и определили, что температура ночной стороны выше, чем считалось ранее.

Любопытной особенностью данных является избыток потока излучения перед вторичным затмением в видимом диапазоне, в то время как инфракрасные данные этого не показывают. Это можно объяснить двумя идеями. Первая заключается в том, что динамика атмосферных слоев, наблюдаемых в двух диапазонах, различна. Асимметрия фазовой кривой в оптике может указывать на асимметричную картину потоков ветра, дующих с запада на восток в слоях, наблюдаемых в оптике, в то время как фазовая кривая остается симметричной для слоев, наблюдаемых в инфракрасном диапазоне.

Второй способ объяснить аномалию потока излучения перед вторичным затмением — это обратное рассеяние излучения. В этом случае данные наблюдений могут быть описаны западным полушарием планеты с низкой отражательной способностью и лучше отражающей излучение области в восточном полушарии, близкой к терминатору, которая может быть глорией. Для ее существования нужны сферические капли, например расплавленного железа, или хорошо отражающие аэрозоли и облака сферической формы в восточном полушарии планеты.

Однако пока что ученые говорят лишь о потенциальной глории на WASP-76b. Это связано с тем, что облака, связанные с глорией, должны находиться в восточном полушарии планеты, в то время как модели глобальной циркуляции облаков на экзогигантах требуют западного полушария, а также с плохими условиями освещенности вблизи терминатора. Таким образом, эти результаты нуждаются в дополнительной проверке.

Привычные землянам атмосферные явления наблюдались и на Марсе — ровер «Персеверанс» ранее заснял там движение серебристых облаков и впервые заметил гало на планете.