Человечество продолжает исследовать просторы Вселенной. Благодаря развитию астрономии, мы можем изучать далёкие небесные тела. Одним из таких объектов стала экзопланета WASP-76b, которая привлекла внимание учёных.

Эта планета находится на расстоянии примерно 634 световых лет от Земли в созвездии Рыб. В 2013 году астрономы её обнаружили, и с тех пор она стала объектом их изучения.

WASP-76b представляет собой сверхгорячий газовый гигант с уникальными характеристиками. Она огромна по размерам. В нашей Солнечной системе Юпитер – самая большая планета, но WASP-76b превосходит его по радиусу в 1,83 раза и по объёму примерно в шесть раз.

Однако её масса составляет всего 0,92 массы Юпитера, а средняя плотность – менее половины плотности Юпитера. Это необычное соотношение массы и объёма делает планету загадочной.

WASP-76b вращается вокруг звезды, которая немного больше Солнца. Расстояние между ними очень мало, даже меньше, чем расстояние между Меркурием и Солнцем. Из-за этого планета находится в зоне интенсивного излучения звезды, что создаёт экстремальные условия.

Для более детального изучения WASP-76b астрономы использовали современное оборудование. В частности, они использовали большой телескоп в Чили и спектрограф ESPRESSO на борту космической станции. Эти инструменты помогли им проводить наблюдения за планетой на большом расстоянии.

Благодаря этим наблюдениям учёные обнаружили множество особенностей WASP-76b. Планета совершает оборот вокруг своей звезды всего за пару земных дней, а температура поверхности звезды составляет около 6000 градусов по Цельсию. Интенсивное тепло постоянно излучается на WASP-76b, из-за чего температура на освещённой стороне достигает 2400 градусов по Цельсию.

В таких условиях на планете происходят уникальные явления. На дневной стороне WASP-76b дует сильный железный ветер. Это не обычный ветер, который можно увидеть на Земле, а мощный поток, насыщенный атомами железа.

В раскалённой атмосфере планеты бесчисленные атомы железа движутся с огромной скоростью, словно бурный поток, устремляясь из нижних слоёв атмосферы в верхние. Предполагается, что железный ветер образуется из-за горячих точек в атмосфере планеты, которые непрерывно выделяют огромное количество энергии, заставляя атомы железа двигаться и создавая впечатляющее явление железного ветра.

Помимо железного ветра, на WASP-76b наблюдалось ещё одно странное явление – железный дождь. Когда температура на ночной стороне планеты постепенно снижается, атомы железа начинают конденсироваться в частицы или соединяться друг с другом под воздействием низкой температуры.

Эти мельчайшие частицы и соединения железа, подобно каплям дождя на Земле, падают с неба, создавая уникальный ландшафт «железного дождя».

На границе дня и ночи на экзопланете WASP-76b можно наблюдать удивительное явление, которое напоминает радугу. Когда определённое излучение попадает в атмосферу планеты, такие элементы атмосферы, как барий, рассеивают свет, заставляя его разлагаться на различные цвета и создавая красочное гало, похожее на радугу.

Однако эта «радуга» существенно отличается от радуги на Земле. Она расцветает на далёкой экзопланете, придавая WASP-76b таинственное и завораживающее очарование.

Эти открытия о WASP-76b имеют огромное значение для развития астрономии. Благодаря глубоким исследованиям эффектов железного ветра, железного дождя и радуги, астрономы смогли создать трёхмерную модель климата планеты. Такая модель поможет более точно прогнозировать подобные явления на других далёких планетах, что позволит нам лучше понять разнообразие и сложность климата во Вселенной. Кроме того, эти открытия также дают ценные подсказки для поиска планет, похожих на Землю, и внеземной жизни.

Экзопланету WASP-76b активно изучают уже 10 лет, как только ее обнаружили. Одним из самых удивительных открытий стало то, что ученые выяснили: на дневной стороне планеты испаряется железо, а затем оно переносится на ночную сторону, где более низкая температура, и выпадает в виде дождя.

Но новое исследование позволило ученым изучить состав горячей экзопланеты с беспрецедентной точностью. Оказалось, что химические элементы, которые формируют горные породы на планетах земного типа, таких как Земля, например, магний и железо, из-за очень высокой температуры испаряются и находятся в газообразном виде в верхних слоях атмосферы экзопланеты.

Также астрономы выяснили, что в составе планеты находится примерно такое же количество таких элементов, как марганец, хром, магний, ванадий, барий и кальций, как и в составе ее родной звезды. Но ученые выяснили, что некоторых элементов, которые должны были быть здесь, не оказалось в атмосфере планеты. Это касается титана и алюминия, для испарения которых требуется намного более высокая температура.

Ученые считают, что состав верхних слоев атмосферы планет-гигантов чувствителен к температуре. В зависимости от температуры, при которой элемент конденсируется, он будет либо присутствовать в виде газа в верхних слоях атмосферы, либо отсутствовать, потому что он сконденсировался в жидкость и опустился в нижние слои. Находясь в нижних слоях атмосферы, элемент не может поглощать свет, из-за чего его нельзя обнаружить во время наблюдений.

Также астрономы сделали еще одно важное открытие. Оказалось, что в атмосфере WASP-76b существует такое химическое соединение, как оксид ванадия. И это первый раз, когда оно было обнаружено в атмосфере планеты за пределами Солнечной системы. Оксид ванадия играет примерно такую же роль, как и озон на Земле, то есть верхние слои атмосферы нагреваются больше. Это приводит к тому, что температура увеличивается в зависимости от высоты, а не снижается, как это обычно наблюдается на более холодных планетах.

Также ученые обнаружили неожиданно высокое содержание никеля в атмосфере планеты. Это может говорить о том, что когда-то произошло столкновение WASP-76b с планетой земного типа размером с Меркурий. В результате поглощения большой планетой более маленькой количество никеля в составе первой значительно увеличилось.

Важно отметить, что ученым известны еще более «адские» экзопланеты. Самой горячей из всех известных считается WASP-189b, которая была открыта в 2018 году и сразу же привлекла внимание ученых. По данным научного журнала Astronomy & Astrophysics, этот объект тоже очень близко расположен к звезде и очень быстро вокруг нее вращается – год на этой планете длится всего 2,7 земных суток. По нынешним данным, температура атмосферы WASP-189b достигает 3200 градусов Цельсия. Ученые считают, что такую же температуру имеет большинство звезд в галактике Млечный путь. В телескопах раскаленная планета выглядит голубой.

Но не все находящиеся за пределами Солнечной системы планеты настолько горячие. В 2016 году ученые обнаружили экзопланету Проксима Центавра b – это название уже наверняка все слышали, особенно постоянные читатели нашего сайта. Она расположена на расстоянии 4,22 световых лет от нас и на ней, как считают некоторые ученые, может существовать жизнь. Есть свидетельства того, что на поверхности Проксима Центавра b могут иметься океаны, а температура воздуха на ней равняется примерно -39,15 градусам Цельсия. Как видно, это далеко не курорт, но для жизни она вполне подходит.

Одна из самых известных экзопланет – это адский мир под названием WASP-76b, который вращаешься вокруг немного большей чем Солнце звезды на расстоянии 640 световых лет от нас. Орбитальный период планеты составляет всего 1,8 земных дня. Она на 10% меньше Юпитера по массе, но примерно в 6 раз больше по размеру. При этом температура на планете составляет более 2400 градусов Цельсия, а потому железо, из которого состоят ее облака испаряется. Кроме железа в атмосфере WASP-76b также обнаружили натрий, кальций, хром, литий, водород, ванадий, магний, азот, марганец, калий и барий.

Во время наблюдения за планетой астрономы обнаружили нечто странное в ее яркости. Слишком большая яркость наблюдалась на линии терминатора, то есть линии, которая разделяет ночную и дневную стороны WASP-76b.

По слова ученых, они впервые наблюдали подобное и это открытие привело их к предположению, что неожиданное свечение может быть вызвано сильным, локализованным, зависящим от падения света, его отражением, то есть это эффект глории.

В то же время астрономы говорят, что нужны дополнительные наблюдения, чтобы подтвердить, что на планете WASP-76b действительно обнаружено такое явление, как глория. Но если это правда, то это даст новую информацию о составе верхней части атмосферы экзопланеты.

Предполагается, что сферические частицы в облаках планеты существуют постоянно, а значит в атмосфере поддерживается стабильная температура в течение длительного времени. Но еще нужно точно понять, что именно там происходит.

С другой стороны, открытие глории на далекой планете, если оно будет подтверждено, стимулирует ученых искать подобные явления в облаках и других экзопланет. А это может привести к обнаружению света, который отражается от океанов из жидкой воды, как это происходит на Земле. То есть можно обнаружить планеты, заполненные водой.

Планета WASP-76b прославилась благодаря дождям из железа – температура на ней достигает 2400 градусов по Цельсию, что способствует существованию весьма специфических условий, при которых металлы испаряются, а после проливаются на поверхность. Исследователи обнаружили в атмосфере планеты в изобилии 11 химических элементов, обычно формирующих камни.

Примечательно, что некоторые элементы, обнаруженные в атмосфере далёкой планеты, в газовых гигантах солнечной системы вроде Сатурна и Юпитера не обнаружены вовсе – это поможет кое-что узнать о собственной Солнечной системе.

Объект интенсивно изучается ещё с момента открытия в 2013 году. В 2020-м обнаружилось, что на планете идут дожди из железа. Планета приливно заблокирована – всегда обращена одной стороной к местной звезде, поэтому температура на другой её части заметно ниже, в результате чего испарившееся железо конденсируется и выпадает буквально в виде дождя. Новые наблюдения с помощью спектрографа MAROON-X телескопа Gemini North на Гавайях позволило изучить состав атмосферы в беспрецедентных деталях.

Из-за невероятных температур на планете элементы, из которых обычно формируются камни на планетах вроде Земли – например, железо и магний, здесь находятся в газообразном состоянии в верхних слоях атмосферы. По результатам исследований учёные смогут делать предположения и о составе других газовых гигантов – подобные элементы на более холодных планетах вроде Юпитера, вероятно, просто незаметны, поскольку находятся в более глубоких слоях атмосферы.

Также выяснилось, что содержание марганца, хрома, магния, ванадия, бария и кальция близко соответствует не только содержанию этих химических элементов в собственной звезде планеты, но и количествам, обнаруженным на Солнце. В целом учёные предположили, что звёзды одного возраста имеют примерно один состав с одинаковым содержанием элементов тяжелее водорода и гелия.

То, что сформировавшаяся из окружавшего звезду протопланетного диска WASP-76b имеет химический состав, похожий на состав ближайшей звезды, косвенно свидетельствует о том, что это может касаться и других гигантских планет, тогда как землеподобные варианты формируются в результате более сложных процессов.

При этом атмосфера WASP-76b оказалась не вполне такой, как ожидалось. Считается, что разница в составах верхних слоёв атмосфер гигантских планет связана с даже незначительной разницей температур – некоторые элементы конденсируются и спускаются ниже, что может служить своеобразными «отпечатками пальцев» планет. Вероятно, две планеты с немного отличающимися температурами могут иметь очень разные атмосферы, как два горшка с водой. При температуре -1°C вода замерзает, а +1°C – остаётся жидкой. Например, на WASP-76b обнаружен кальций, но на более прохладной планете его могут и не найти.

Сделан и ряд других открытий. Например, не исключено, что избыток никеля свидетельствует о том, что в своё время планета поглотила какое-то небесное тело, аналогичное Меркурию и богатое подобным элементом.

Астрономы продолжат изучать экзопланету и похожие миры, пытаясь выяснить, как температуры влияют на составы атмосфер. Учёные надеются, что некоторые открытия будут применимы к планетам, расположенным намного ближе к Земле. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature 14 июня.

WASP-76b - это экзопланета, находящаяся на расстоянии более 390 световых лет от Земли, в созвездии Рыбы. Эта планета, которая была открыта в 2013 году, представляет собой горячий Юпитер, то есть газовый гигант, который находится очень близко к своей звезде. WASP-76b обращается вокруг своей звезды за 1,81 дней и находится на расстоянии около 0,03 астрономических единиц от нее. Но не только ее орбита делает эту планету уникальной, важную роль играет и ее атмосфера.

Спектроскопия, проведенная космическими телескопами Хаббл и Спитцер, показала, что атмосфера WASP-76b обладает значительным количеством оксида титана и следами воды. Также были обнаружены ионизированные формы лития, натрия, магния, кальция, марганца, калия и железа. Недавно был обнаружен барий, что является новым открытием для этой планеты. Атмосфера WASP-76b облачная и в основном серая, что вызвано значительным тепловым накалом, вызванным близким расположением планеты к звезде.

Одной из самых удивительных характеристик атмосферы WASP-76b является наличие железного дождя. Спектроскопия, проведенная в 2020 году, показала наличие нейтрального железа в атмосфере планеты. При такой высокой температуре (до 2400 °C), железо испаряется, а затем конденсируется в виде жидкости и падает на поверхность планеты. Это явление является уникальным и не встречается на других экзопланетах.

Тем не менее, более поздние исследования с использованием данных Хаббла показали, что наличие нейтрального железа в атмосфере WASP-76b не может быть подтверждено, а модель атмосферы планеты, описывающая это явление, может быть неверной. Однако, даже без наличия железного дождя, атмосфера WASP-76b все еще остается уникальной и интересной для исследования, благодаря наличию значительного количества оксида титана и других элементов, которые могут предоставить информацию о процессах, происходящих в атмосферах экзопланет и их эволюции.