Экзопланету бросает в жар

Американские астрономы описали события, происходящие на открытой в 2001 году в 200 световых годах от Земли очередной экзопланете. Астрономам было известно, что планета HD 80606b, вращающаяся вокруг звезды в районе «передней лапы» Большой Медведицы, имеет нетипично вытянутую для уже известных экзопланет орбиту, эксцентриситет которой равен 0,927.

Заказав наблюдения на космическом инфракрасном телескопе NASA Spitzer, ученые решили выяснить, что творится на планете в момент максимального сближения со звездой, когда планета приближается к ней на расстояние в 30 раз ближе, чем от Земли до Солнца. Большую часть своего 112-суточного «года» газовая планета массой в четыре массы Юпитера проводит на удалении, соответствующем орбитам Венеры и Земли в Солнечной системе. Однако приближение к звезде оказывается для планеты драматическим: в течение шести часов температура ее атмосферы повышается с относительного «холода» в 800 градусов до 1500 градусов.

В момент ближайшего прохода перед звездой планета получает от нее в 825 раз больше радиации, чем в апоастре – наиболее удаленной точке орбиты. «Если бы мы летели в облаках этой планеты, мы бы видели все более быстро растущее Солнце, увеличивающееся в яркости почти в 1000 раз», -- помечтал астроном Грегори Логлин из Университета Калифорнии в Санта-Круз, автор исследования. Spitzer наблюдал инфракрасное излучение, идущее от звезды, на протяжении 30 часов до максимального сближения планеты со звездой, в сам этот момент и после этого.

Перед максимальным сближением звезда закрывала от наблюдения планету, что позволило по скачку потока в инфракрасном диапазоне оценить разогрев атмосферы планеты от нагрева звездой. Резкий скачок температуры указал на то, что радиация интенсивно поглощается верхними слоями атмосферы планеты, которые могут быстро поглощать и отдавать тепло.

Компьютерная модель

Соавтор исследования Джонатан Ленгтон использовал данные, полученные с телескопа, чтобы смоделировать процессы, происходящие в атмосфере планеты. Компьютерная модель показала, что в атмосфере HD 80606b каждые 112 дней по мере сближения со звездой должны случаться сильнейшие штормы и образовываться ударные волны. «Первую реакцию на нагрев можно описать как взрыв на обращенной к звезде стороне. По мере нагрева и расширения атмосферы в ней образуются сильные ветры скоростью до пяти километров в секунду, дующие от дневной стороны к ночной. Вращение планеты закручивает эти ветры в гигантские ураганы, которые постепенно угасают по мере удаления планеты от звезды», -- рассказал Ленгтон.

Используя уравнения переноса радиации, ученые также смогли создать визуальную модель процессов, происходящих на планете. Анимационный ролик моделирует ее «жизнь» за 2,2 суток до максимального сближения и то, что происходит в течение 9 суток после. Голубой – свет, отраженный атмосферой планеты, он указывает направление на звезду. Красным цветом показаны области, нагретые звездой при сближении с ней. Максимальное сближение происходит примерно между четвертой и пятой секундой ролика. На анимации видно, как после прохождения планеты в атмосфере на ночной стороне медленно угасают горячие штормы и ураганы.