Астрономы впервые провели разделение атмосферных зон «утреннего» и «вечернего» сумерек на экзопланете WASP-121 b, выявив значительные различия в их химическом составе. Эта планета, классифицируемая как горячий юпитер, находится в состоянии приливного захвата, при котором одна её сторона постоянно обращена к звезде, а другая погружена в вечную темноту. Исследования осуществлялись международной группой учёных, включающей специалистов Института астрономии Общества Макса Планка и космического телескопа «Джеймс Уэбб».
Анализ подтвердил, что переходные зоны между дневной и ночной сторонами экзопланет демонстрируют существенные различия по температуре и химическому составу. WASP-121 b совершает полный оборот вокруг своей звезды за несколько суток. Температура на дневной стороне достигает 2770 кельвинов, в то время как на ночной стороне опускается до 1000 кельвинов, что составляет разницу в 1775 градусов Цельсия.
Для исследования атмосферных слоёв по долготам учёные разработали инновационный метод, основанный на наблюдении за прохождением планеты на фоне звезды. Данный подход позволил им изучить утренний и вечерний терминаторы. Кирилл Гаппа из Института астрономии Общества Макса Планка отметил, что изменения в поглощении звёздного света фактически сканируют атмосферные слои планеты.
Результаты исследования продемонстрировали, что различия между терминаторами оказались более выраженными, чем предполагалось ранее. В вечерней зоне наблюдается усиленное поглощение инфракрасного излучения из-за мощных восточных ветров, переносящих тепло с дневной стороны. Это способствует увеличению поглощения монооксида углерода, что указывает на активные термохимические процессы.
Изучение содержания водяного пара также выявило неожиданные данные: вместо ожидаемого сохранения при нагреве, молекулы воды демонстрируют признаки разрушения под воздействием экстремальных температур. Утренний терминатор характеризуется более низкими температурами и загрязнёнными условиями. Здесь формируются облака из силикатных и минеральных частиц, блокирующие инфракрасное излучение и создающие видимость более низкой температуры.
Авторы исследования подчёркивают, что разработанный метод обладает потенциалом для применения к другим горячим газовым гигантам. Возможности космического телескопа «Джеймс Уэбб» открывают новые перспективы для сравнительного анализа атмосфер экзопланет и детального изучения физических и химических процессов, происходящих в экстремальных условиях.