Учёные получили новые данные о далёких экзопланетах: атмосферы некоторых из них могут иметь заметно неровные формы, а не идеальные круглые контуры, как считалось раньше. Наблюдения, проведённые космическим телескопом James Webb (JWST), показывают, что у WASP-17b атмосфера тянется наружу неравномерно: она выступает дальше с одной стороны, хотя общий контур планеты остаётся примерно круглым. Эти отклонения важны для понимания того, как из-за экстремальных температур и мощных ветров формируется атмосфера таких «горячих гигантов».

Исследование, опубликованное в Nature Astronomy, возглавили учёные Корнельского университета и Университета Бристоля. Новую методику, названную «transmission strings» (передача линий), разработали др. Дэвид Грант и др. Ханна Уэйкфорд для подробного изучения структуры атмосферы планеты на небывалом уровне детализации. По словам участников, этот подход позволяет анализировать разные участки атмосферы отдельно, что ранее было недоступно для подобных исследований.

В рамках проекта исследователи применили методику, которая исследует свет звезды, проходящий через внешние слои атмосферы во время прохождения планеты перед звёздой. Анализ изменений света с разных углов позволяет определить состав атмосферы и её «границу» в разных точках вокруг планеты, то есть форму её утолщения и длину лимба. Это отличие от традиционных методов, которые объединяют свет по всему краю планеты в один усреднённый спектр.

«Не предполагая, что атмосфера — круг с одинаковым радиусом по окружности, наша методика позволяет получить разные расстояния от центра до края планеты», — говорит ведущий автор доктор Лили Олдерсон. — «Мы можем идти вдоль кромки. Так мы перешли от кольца к пониманию того, где на кольце расположены «драгоценности», так сказать.» Это открытие демонстрирует, что планеты действительно являются трёхмерными объектами и что предсказания теории в реальности реализуются на снимках далёких миров.

Исследование выявило особенно интересную особенность ближе к экватору WASP-17b: «вечерняя» сторона планеты демонстрирует сильное движение тёплого газа, который переносится ветрами от постоянно освещённой стороны к затемнённой. Этот перенос тепла заставляет атмосферу вечерней стороны расширяться дальше, чем на утренней стороне, где она холоднее. В результате общий контур атмосферы не симметричен.

Полученные данные подтверждают ключевые предсказания о разнице температур между этими областями и соответствуют ранее моделируемым характеристикам WASP-17b. По словам Олдерсон, разница температур между утренней и вечерней сторонами должна быть значительной, и первые результаты хорошо укладываются в эту тенденцию. Исследование демонстрирует, что метод трансляционных линий может быть применён к изучению атмосфер множества экзопланет.

Проект использовал данные наблюдений программы JWST под руководством TST DREAMS (Telescope Scientist Deep Reconnaissance of Exoplanet Atmospheres through Multi-instrument Spectroscopy) и финансировался NASA, UKRI-STFC и Клэрмановской стипендии. Авторы подчёркивают, что этот подход может позволить в дальнейшем исследовать атмосферные структуры на меньших масштабах и получать картины погоды на мирах далеко за пределами нашего Солнечного системы.