Экзопланета, где идет дождь из железа

Исследователи, использующие Очень Большой Телескоп ESO (VLT), наблюдали крайнюю планету, где они подозревают, что идет дождь из железа. У ультра-горячей гигантской экзопланеты есть дневная сторона, где температура поднимается выше 2400 градусов по Цельсию, достаточно высокой, чтобы испарять металлы. Сильные ветры переносят пары железа к более прохладной ночной стороне, где они конденсируются в железные капли.

«Можно сказать, что вечером на этой планете дожди, за исключением дождей в железе», — говорит Дэвид Эренрайх, профессор Женевского университета в Швейцарии. Он провел исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature , об этой экзотической экзопланете. Известный как WASP-76b, он находится на расстоянии около 640 световых лет в созвездии Рыб.

Это странное явление происходит потому, что планета «железный дождь» когда-либо показывает только одно лицо, свою дневную сторону, своей родительской звезде, а ее холодная ночная сторона остается в вечной темноте. Как и Луна на своей орбите вокруг Земли, WASP-76b находится в «тидальном положении»: вращение вокруг своей оси занимает столько же времени, сколько и вокруг звезды.

Со своей стороны он получает в тысячи раз больше излучения от своей родительской звезды, чем Земля от Солнца. Это так жарко, что молекулы разделяются на атомы, а металлы, такие как железо, испаряются в атмосферу. Чрезвычайная разница температур между дневной и ночной сторонами приводит к сильным ветрам, которые переносят пары железа с очень жаркой дневной стороны на более холодную ночную сторону, где температура снижается примерно до 1500 градусов Цельсия.

Согласно новому исследованию, WASP-76b не только имеет разные дневные и ночные температуры, но и имеет различную химию дня и ночи. Используя новый прибор ESPRESSO на VLT ESO в чилийской пустыне Атакама, астрономы впервые определили химические вариации на планете-гиганте с ультра-горячим газом. Они обнаружили сильные признаки паров железа на вечерней границе, которая отделяет дневную сторону планеты от ее ночной стороны. «Удивительно, однако, что утром мы не видим паров железа», — говорит Эренрейх. Причина, по его словам, в том, что «на ночной стороне этой крайней экзопланеты идет дождь из железа».

«Наблюдения показывают, что в атмосфере жаркой дневной стороны WASP-76b содержится много пара железа», — добавляет Мария Роза Сапатеро Осорио, астрофизик из Центра астробиологии в Мадриде, Испания, и председатель научной группы ESPRESSO. «Часть этого железа впрыскивается в ночную сторону благодаря вращению планеты и атмосферным ветрам. Там железо встречается с гораздо более прохладной средой, конденсируется и идет дождь».

Этот результат был получен в результате первых научных наблюдений, проведенных с ESPRESSO в сентябре 2018 г. научным консорциумом, который создал прибор: командой из Португалии, Италии, Швейцарии, Испании и ESO.

ESPRESSO — Echelle SPectrograph для скалистых экзопланет и стабильных спектроскопических наблюдений — изначально был разработан для охоты на планеты, подобные Земле, вокруг звезд, похожих на Солнце. Тем не менее, он оказался гораздо более универсальным. «Вскоре мы поняли, что замечательная собирающая способность VLT и чрезвычайная стабильность ESPRESSO сделали его основной машиной для изучения атмосфер экзопланет», — говорит Педро Фигейра, ученый из ESPRESSO из ESO в Чили.

«То, что мы имеем сейчас, — это совершенно новый способ проследить климат самых экстремальных экзопланет», — заключает Эренрайх.

---

Источник истории:

Материалы предоставлены ESO . Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.

---

Связанные мультимедиа :

• Художественные впечатления от WASP-76b

---

Ссылка на журнал :

1. Ehrenreich D., Lovis C., Allart R. et al. Ночная сторона конденсации железа в сверхгорячей гигантской экзопланете . Природа , 2020; DOI: 10.1038 / s41586-020-2107-1