Найдена первая экзопланетная стратосфера

Атмосфера Земли состоит из нескольких слоев. Вначале идет тропосфера, в которой сосредоточено свыше 80% всей массы воздуха. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура в ней падает на 6.5°C каждым километром высоты. Над тропосферой расположена стратосфера. В ней наблюдается обратная зависимость. В нижнем слое стратосферы (11 – 25 км) температурные вариации незначительны, в верхнем (25 – 55 км) она повышается. За рост температуры в стратосфере ответственен озоновый слой, очень эффективно поглощающий ультрафиолетовое излучение Солнца.

Стратосфера не является уникальным явлением, характерным только для земной атмосферы. Она есть у большинства планет Солнечной системы. Теперь же стратосферу нашли и у планеты, вращающейся вокруг другой звезды.
Речь идет об экзопланете WASP-121b. Она удалена от нас на 900 св. лет. WASP-121b относится к классу т.н. горячих Юпитеров. Ее масса в 1.2, а радиус в 1.9 раз больше юпитерианского. Орбита планеты проходит на очень небольшом расстоянии от звезды: она совершает один оборот вокруг нее за 1.3 земных дня. Из-за такой близости, верхние слои атмосферы WASP-121b разогреты до температуры в 2500°С.

WASP-121b проходит по диску своей звезды, что позволяет наблюдать, как различные молекулы в ее атмосфере реагируют на определенные длины волн света. Особенно астрономов интересует водяной пар — изучая его можно определить, есть ли у планеты стратосфера. Если у планеты нет стратосферы, то молекулы водяного пара в верхних слоях атмосферы будут поглощать инфракрасное излучение, испускаемое нижними слоями атмосферы, что на спектре будет выглядеть как «провал». Если у планеты есть стратосфера, это значит, что ее верхние слои теплее нижних. Следовательно молекулы воды в верхней части атмосферы будут светиться на тех же длинах волн, что и нижние слои. На спектре это даст характерный «пик».

Команда астрономов воспользовалась помощью телескопа «Хаббл» и изучила спектр WASP-121b. В нем нашелся характерный пик на длине волны 1.4 мкм, что соответствует наличию стратосферы. По расчетам исследователей, перепад температур между нижними и верхними слоями стратосферы WASP-121b составляет около 560°С что на порядок больше, чем на Земле.

Теперь исследователи пытаются ответить на вопрос, какие именно вещества в атмосфере WASP-121b играют роль озонового слоя, разогревая стратосферу. Основные кандидаты — окись ванадия и оксид титана. Их часто находят в атмосферах коричневых карликов, ожидается, что такие соединения могут присутствовать и на горячих Юпитерах.

#Астрономия@science_newworld

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *