На планете WASP-76b в созвездии Рыб идут железные дожди

При помощи Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO) астрономы наблюдали планету, где, как они предполагают, идут дожди из железа, сообщается в пресс-релизе обсерватории.

На дневной стороне этой сверхгорячей гигантской экзопланеты температура превышает 2400 градусов. Этого достаточно для испарения металлов. Сильный ветер переносит пары железа на более холодную ночную сторону, где они конденсируются в железные капли.

«Можно сказать, что на этой планете дождливые вечера, вот только дождик там железный», — говорит профессор Женевского университета Давид Эренрайх (David Ehrenreich), руководитель исследования необычной экзопланеты WASP-76b, результаты которого опубликованы в журнале Nature. Планета находится на расстоянии около 640 световых лет от нас в созвездии Рыб.

Столь странное явление происходит потому, что «планета железных дождей» постоянно обращена к своей материнской звезде одной «дневной» стороной, а другая, «ночная» ее сторона погружена в вечный мрак. Подобно Луне, которая таким же образом связана с Землей, планета WASP-76b находится в состоянии «приливного захвата» своей звездой: она совершает оборот вокруг своей оси ровно за столько же времени, за сколько обращается вокруг звезды.

На дневную сторону планеты обрушивается в тысячи раз больше излучения от ее материнской звезды, чем Земля получает от Солнца. Там так жарко, что молекулы распадаются на атомы и металлы вроде железа испаряются. Экстремальная разница температур между дневной и ночной сторонами планеты приводит к тому, что в металлической атмосфере дуют сильнейшие ветры, которые переносят железные пары с горячей дневной на более холодную ночную сторону — на ней температура падает примерно до 1500 градусов.

Но WASP-76b отличается не только необычной разницей между дневной и ночной температурой. Новое исследование показывает, что у дня и ночи на этой планете еще и совершенно разная химия. При помощи нового приемника ESPRESSO на телескопе ESO VLT в чилийской высокогорной пустыне Атакама астрономы впервые зарегистрировали на сверхгорячем газовом гиганте химические изменения: сильные линии железных паров на терминаторе — границе, которая разделяет дневную и ночную стороны планеты. «К нашему удивлению, однако, мы не видим железных паров в "утренней" зоне планеты», — говорит Эренрайх. Причина этого, по его мнению, в том, что «на ночной стороне удивительной экзопланеты идут железные дожди».

«Наблюдения показывают, что обилие железного пара в атмосфере WASP-76b велико на горячей дневной стороне планеты, — добавляет астрофизик из Центра астробиологии в Мадриде Мария Роза Сапатеро Осорио (María Rosa Zapatero Osorio), глава группы ученых — разработчиков приемника ESPRESSO. — Часть железа переносится на ночную сторону благодаря осевому вращению планеты и атмосферным ветрам. Там железо попадает в значительно более холодную среду, конденсируется и выпадает а форме дождя».

Этот результат был получен в ходе самых первых научных наблюдений с приемником ESPRESSO в сентябре 2018 года, выполненных научным консорциумом, которым был построен этот инструмент: специалистами из Португалии, Италии, Швейцарии, Испании и ESO. Специализированный эшелле-спектрограф для наблюдений экзопланет ESPRESSO — Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations — первоначально был спроектирован для поиска землеподобных планет вокруг звезд типа Солнца. Однако оказалось, что приемник может решать и другие разнообразные наблюдательные задачи. «Мы скоро поняли, что огромная светособирающая мощь VLT и исключительная стабильность ESPRESSO делают этот приемник идеально приспособленным для изучения атмосфер экзопланет», — говорит Педро Фигейра (Pedro Figueira), ученый, работающий в чилийском отделении ESO и ответственный за эксплуатацию ESPRESSO.