Небо в рубинах и сапфировые шторма
© NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)
В чем проявляется нонконформизм газовых гигантов, где во Вселенной есть облака из сапфиров и что такое волны Россби, рассказывает Indicator.Ru.
Пока метеорологи нашей планеты ошибаются в предсказании погоды на завтра, астрономы «засекли» ветер перемен (то есть, извините, перемену ветров) на газовом гиганте HAT-P-7b. Только, к сожалению, нам это вряд ли пока поможет: погода там не очень, жарковато (больше 2500°C), да и лететь до него 1000 световых лет.
HAT-P-7b — газовый гигант, обращающийся вокруг своей звезды всего за 2,20 земных суток. На 40% крупнее Юпитера, эта экзопланета, открытая в 2008 году, вращается вокруг одного из желто-белых карликов (вдвое больше Солнца) в созвездии Лебедя. Необычна планета еще и своей ретроградной орбитой — вращением «наперекор» вращению собственной звезды. Она стала вторым из всех открытых примеров подобного нонконформистского поведения среди экзопланет. Позже, в 2010 году, на примере HAT-P-7b впервые было описано изменение взаимодействие звезды и планеты, при котором приливные силы (притяжение части объекта, более близкой к другой массе) заставляют звезду особым образом менять светимость.
Облачно, возможны осадки в виде корундов
Но на этом эксцентричность (но не эксцентриситет, который равен нулю) экзопланеты не заканчивается: сегодня группа астрофизиков из Уорикского университета (Великобритания) во главе с Дэвидом Армстронгом представила в Nature Astronomy свое исследование изменений атмосферных условий газового гиганта. Об изменениях в светимости экзопланеты сообщалось и раньше, но никто не наблюдал эти колебания во времени.
Предполагалось и то, что вызывать такие изменения могут волны Россби — изгибы высотных ветров, влияющие на сезонную погоду и возникающие из-за разницы температур между дневной (обращенной к своей звезде) и ночной стороной планеты.
Волны Россби на Земле.
Однако до этого наблюдения проводились с помощью инфракрасного спутникового телескопа «Спитцер», который не позволяет проследить всю последовательность фаз планеты. Чтобы проанализировать ее, ученые воспользовались опубликованными данными телескопа Kepler за четыре года, где можно было видеть, как самая яркая точка планеты меняет свою позицию с течением времени. Спутниковый телескоп, нацеленный на поиск экзопланет, подошел для решения этой задачи как нельзя лучше. С его помощью ученые смогли пронаблюдать за погодой на протяжении длительного периода времени.
«Использование спутника NASA Kepler позволило нам изучить свет, отражаемый атмосферой HAT-P-7b, и обнаружить, что эта атмосфера меняется со временем, — комментирует руководитель исследования Дэвид Армстронг. — Эта экзопланета подвержена действию приливных сил, как и ее звезда. Мы предполагаем, что облака формируются на ночной стороне планеты, но на горячей дневной стороне они могут быстро испаряться».
На Дерибасовской хорошая погода, на HAT-P-7b рубинные дожди
Однако человек, при слове «облака» представляющий себе белые барашки на безмятежно-голубом фоне, оказавшись на HAT-P-7b, понял бы, как жестоко он ошибался. Для формирования конденсата на этой планете слишком жарко, поэтому облака там не простые, а корундовые — состоящие из минерала, образующего рубины и сапфиры, а также из редкого для земных условий минерала перовскита.
Изменение положения воздушных масс на планете HAT-P-7b вызвано экваториальным вихрем, резко меняющим свою скорость и гоняющим сапфирово-рубиновые облака над поверхностью планеты. Образуясь из-за разницы температур (следовательно, и атмосферного давления) на повернутой к звезде нагретой стороне планеты и ее «темной» стороне, он перемещает корундово-перовскитовые облака, которые конденсируются на ночной стороне.
Механизм вращения непериодически меняющего свое положение пятна в атмосфере HAT-P-7b пока неизвестен, однако ученые считают, что на него влияет отражающая способность, или альбедо. Там, где появляется это пятно, температура должна снижаться, так как оно отражает лучи звезды, что снова влияет на давление и перемещение воздушных масс. Это вносит свой вклад в передвижение пятна.
«Эти результаты показывают, что сильные ветра окольцовывают планету, перенося облака с ночной стороны на дневную, — поясняет Дэвид Армстронг. — Ветра резко меняют скорость, приводя к созданию и исчезновению гигантских облачных массивов. Это первое обнаружение перемен погоды на газовом гиганте вне Солнечной системы».