Международная группа учёных использовала космический телескоп «Джеймс Уэбб» для изучения необычной атмосферы LTT 9779 b – редкого «ультрагорячего нептуна». Результаты исследования предоставляют новые сведения об экстремальных погодных условиях и атмосферных свойствах этой удивительной экзопланеты.

LTT 9779 b находится в так называемой «горячей пустыне нептунов» – категории планет, к которой относятся лишь единичные известные объекты. В то время как гигантские планеты, вращающиеся очень близко к своим звёздам (часто называемые «горячими юпитерами»), довольно часто обнаруживаются современными методами поиска экзопланет, ультрагорячие нептуны, подобные LTT 9779 b, остаются крайне редкими.

«Обнаружить планету такого размера так близко к её звезде – всё равно что найти снежок, который не растаял в огне», – говорит аспирант Луи-Филипп Куломб из Института исследований экзопланет имени Троттье (IREx) Монреальского университета, возглавивший исследование. «Это свидетельствует о разнообразии планетных систем и открывает окно в то, как планеты эволюционируют в экстремальных условиях».

LTT 9779 b совершает оборот вокруг своей звезды менее чем за сутки, подвергаясь воздействию обжигающих температур, достигающих почти 2000°C на дневной стороне. Планета приливно заблокирована (подобно Луне по отношению к Земле), что означает, что одна её сторона постоянно обращена к звезде, в то время как другая остаётся в вечной темноте.

Несмотря на такие экстремальные условия, учёные обнаружили, что на планете присутствуют облака в более прохладном западном полушарии, создавая разительный контраст с более горячей восточной стороной. «Эта планета предоставляет уникальную лабораторию для понимания того, как облака и перенос тепла взаимодействуют в атмосферах сильно облучаемых экзопалнет», – поясняет Куломб.

Анализ, проведённый командой с использованием телескопа «Джеймс Уэбб» в рамках программы гарантированного времени наблюдений NEAT (NIRISS Exploration of Atmospheric Diversity of Transiting Exoplanets), выявил асимметрию в отражательной способности дневной стороны планеты. Учёные предположили, что неравномерное распределение тепла и облаков обусловлено мощными ветрами, переносящими тепло вокруг планеты. Эти открытия помогают усовершенствовать модели, описывающие перенос тепла на планете и формирование облаков в атмосферах экзопланет, способствуя преодолению разрыва между теорией и наблюдениями.

Исследовательская группа детально изучила атмосферу, анализируя как тепло, излучаемое планетой, так и свет, отражаемый ею от своей звезды. Для создания более чёткой картины они наблюдали за планетой в нескольких положениях её орбиты и анализировали её свойства на каждой фазе в отдельности. Учёные обнаружили облака, состоящие из таких материалов, как силикатные минералы, которые формируются на немного более прохладной западной стороне дневной части планеты. Эти отражающие облака помогают объяснить, почему эта планета так ярко светится в видимом диапазоне, отражая большую часть света своей звезды.

Комбинируя данные об отражённом свете с тепловым излучением, команда смогла создать детальную модель атмосферы планеты. Их выводы раскрывают тонкий баланс между интенсивным нагревом от звезды и способностью планеты перераспределять энергию. В ходе исследования также был обнаружен водяной пар в атмосфере, что предоставляет важные подсказки о составе планеты и процессах, управляющих её экстремальной средой.

Эта редкая планетная система продолжает бросать вызов пониманию учёными того, как формируются экзопланеты, мигрируют и остаются целыми при близком расположении к своей звезде. Отражающие облака и высокая металличность планеты могут пролить свет на то, как атмосферы эволюционируют в экстремальных условиях. LTT 9779 b представляет собой замечательную лабораторию для изучения этих вопросов, предлагая понимание более широких процессов, формирующих архитектуру планетных систем по всей галактике.