Чёрный сатурн вторит ураганам чужого юпитера
Фактически в один момент две группы астрологов заявили о сенсациях из мира экстрасолнечных планет: в первый раз была составлена карта погоды таковой планеты, а, помимо этого, учёные открыли самую тёплую планету из всех известных. И в том и другом случае изученные миры подкинули теоретикам новые тайной.
И в составлении первой карты погоды, и в обнаружении сверхгорячей планеты отличился орбитальный инфракрасный телескоп Spitzer. Но, его око уже неоднократно обращалось к очень занимательным объектам. Основной же ингредиент при приготовлении научной сенсации, разумеется, обработка данных и интерпретация результатов.
К примеру, дабы составить карту распределения температур по поверхности одного из экстрасолнечных миров, исследователям было нужно вычислить его тепловое излучение в четверти миллиона точек. Это произошло за счет того, что эта планета, обращаясь около собственной звезды по весьма маленькой орбите, поворачивается к Почва различными сторонами. Принципиально важно кроме этого, что орбита данной планеты видна нам практически с ребра, а сама планета обращена неизменно одной стороной к собственному солнцу — приливные силы в далеком прошлом «остановили» её.
Способ данный схож со методом, которым сравнительно не так давно исследователи измерили температуры на дневной и ночной стороне одной из тёплых экстрасолнечных планет (Эпсилон Андромеды b). Лишь в той работе астрологи взяли эти планеты всего в пяти точках её орбиты. Тут же учёным было нужно выполнить титаническую работу, поделив планету на дольки и составив компьютерную модель погоды с градациями по всем широтам и по долготе.
Тёплые Юпитеры вращаются около собственных звёзд приблизительно по орбите Меркурия, а кое-какие — в десять и более раз ближе к своим солнцам. Из более чем двух сотен известных экзопланет — 50 относятся к горячим Юпитерам (иллюстрация John Rowe Animation).
Итак, сенсация первая. Это планета HD 189733b, «прописанная» в созвездии Лисички — так называемый «тёплый Юпитер», уже привычный нам по одному из первых изучений воздухов экзопланет. Расстояние до этого объекта — 60 световых лет, и эта массивная планета — одна из самых тёплых, поскольку период обращения её около звезды (аналогичной Солнцу, кстати) образовывает всего 2,2 дня.
Масса её равна 1,15 весов Юпитера. HD 189733b живёт в 30 раз ближе к собственной звезде, чем удалена Почва от отечественного родного светила.
Ведущий создатель этого изучения — Хизер Натсон (Heather Knutson) из Гарвард-Смистоновского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). Вместе с сотрудниками из вторых научных учреждений она отрапортовала о собственной работе в статье в издании Nature.
Исследователи поведали, что на чёрной стороне этого газового гиганта температура образовывает (на громадном удалении от дневной стороны) 650 градусов Цельсия, а на освещённой — доходит до 939 градусов. Причём астрологи открыли интересный эффект: самая тёплая точка планеты не сходится с точкой поверхности, где родная звезда этого мира стоит в зените.
Самое тёплое место на HD 189733b смещено на 30 градусов к востоку от «полудня». Эта точка была обращена к наблюдателям за два часа до того момента, в то время, когда планета скрылась за диском собственного солнца. А это смещение говорит о неизменно дующем с запада на восток урагане. Он и переносит тепловую энергию.
Исследователи оценили его скорость в 9600 км/ч. Такая вот в том месте погода.
Карта температур HD 189733b. Стрелкой продемонстрирована долгота, обращённая совершенно верно на родительскую звезду.
Периоды обращения около вращения и солнца около оси у данной планеты совпадают. Раскалённые ветры смещают район с самой тёплой погодой на 40 тысяч километров от точки, обращённой на местное солнце (иллюстрация NASA/JPL-Caltech/Harvard-Smithsonian CfA).
Кстати, скорость ветра эта вовсе не рекордная. В одном из прошлых изучений тройки тёплых юпитеров фигурировало и куда большее значение. Но новое открытие имеет громадное значение для планетарной науки.
Стало ясно, что сверхзвуковые ветры — явление для тёплых газовых гигантов простое; и что такие потоки хорошо сглаживают температуру на дневной и ночной стороне планет, неизменно обращённых одним боком к собственной звезде.
Не все тёплые Юпитеры подчиняются этому правилу. У той же упомянутой Эпсилон Андромеды b конвективный перенос, наоборот, весьма не сильный, а отличие температур двух сторон — громадна. Но тем занимательнее будет в этом разбираться.
Необходимо подчеркнуть, что для оценки скорости ветра авторам работы потребовалось составить модель воздуха с учётом её химии. Пускай состав данной планеты ещё не известен, имеется масса работ, разрешающих взять хорошее представление о начинке тёплых Юпитеров (вот лишь три примера — 1, 2 и 3).
Ну а обоюдное увязывание всех этих знаний, без сомнений, окажет помощь лучше осознать и поведение ещё одного газового гиганта, обращающегося близко от собственной звезды. Так как он «разрешает себе» быть горячее, чем кроме того кое-какие из звёзд малой массы.
2300 Кельвинов (плюс-минус 200), другими словами 2027 по шкале Цельсия — такова яркостная температура планеты HD 149026b, измеренная для длины волны 8 микрометров. Яркостная температура практически говорит о температуре поверхности тела, тепловое излучение которого измеряется (в случае если спектр излучения постоянен), но ещё тут необходимо учитывать оптическую непрозрачность данного тела.
За счёт стремительного вращения планеты HD 189733b около звезды астрологам удалось совершенно верно измерить уровень температур в различных точках её поверхности (иллюстрация NASA/JPL-Caltech/Harvard-Smithsonian CfA).
В общем, данный параметр нельзя считать температурой поверхности практически (в прошлом изучении кроме этого учёные измеряли как раз яркостную температуру на 8 микрометрах), но возможно сказать об определённой идентичности, зависящей от последовательности условий.
Так вот, мы как-то говорили об «весьма тёплом Юпитере» — экстрасолнечной планете Wasp-1b — с измеренной температурой в 1800 градусов Цельсия. А также у необычной планеты с годом, равным 10,5 часам, температура, исходя из близости к звезде, была оценена (но не измерена) в 1700 градусов по шкале Цельсия. Но тут, наверное, мы имеем дело с чем-то очень необыкновенным.
Об изучении HD 149026b ведущий создатель данной работы — Джозеф Харрингтон (Joseph Harrington) из университета Центральной Флориды (University of Central Florida) и его коллеги из вторых университетов отчитались в статье в Nature.
Равно как и в прошлом случае, яркость планеты удалось посчитать благодаря её обращению около родительской звезды.
Авторы этого изучения подчёркивают, что прошлые примеры измерений температур экстрасолнечных планет показывали эти, согласующиеся с моделями. Другими словами, вычисление температуры, учитывающее параметры звезды, расстояние от неё до планеты и альбедо приблизительно в 0,3 (у Сатурна и юпитера оно равняется приблизительно 0,5-0,6) давало приблизительно тот же итог, что и наблюдения.
У HD 149026b же, по всей видимости, альбедо намного-намного ниже. Астрологи считают, что оно ниже, чем у любой известной планеты.
Эту массивную планету, удалённую от нас на 279 световых лет и расположенную в созвездии Геркулеса, астрологи изучали и ранее. По размерам она сопоставима с Сатурном, а её масса, оценена приблизительно в 115 весов Почвы; причём часть, приходящаяся на ядро, очень громадна — его масса образовывает 70-90 весов Почвы (и это — ещё одна странность). Её год равен 2,9 дней.
Эта планета — самая маленькая и плотная из тех, что для земного наблюдателя проходят по диску собственных звёзд.
Итак, перед нами «тёмный Сатурн»? Либо что-то ещё более таинственное?
Ещё как мы знаем, что эта планета обогащена тяжёлыми элементами. Логично, что как одно из вероятных объяснений разогрева этого мира авторы именуют «источник тепла, кроме излучения звезды». Жаль лишь посмотреть в ядро тёплого гиганта, мягко говоря, затруднительно.
Вероятно кроме этого, что особенности в элементном составе привели и к появлению неких необыкновенных особенностей воздуха.
Да, эта планета стала для астрологов настоящей тайной, а отгадка, возможно, заметно обогатит отечественные знания о Вселенной.
Небходимо отметить, что на ночной стороне «тёмного Сатурна», как предполагают астрологи, существенно холоднее, чем на дневной, соответственно – тут кроме этого вероятны занимательные погодные эффекты. Но это уже – задача для следующих изучений.
Основное же удивление вызывает вот что: модель мгновенного переизлучения энергии, взятой от звезды полностью тёмным телом, аналогичным по размерам данной планете, показывает сопоставимые размеры с практически замечаемым излучением. Другими словами вычисленный астрологами личный тепловой блеск HD 149026b, вернее — практически целый её блеск, практически и имеется тепловое излучение данной планеты, а не отражение блеска её солнца.
Для газовых гигантов, вообще-то, планет достаточно «ярких» – такое положение вещей думается немыслимым. Но ж.
