Обнаружена экзопланета, где идет дождь из железа

У ультра-горячей гигантской экзопланеты есть дневная сторона, где температура поднимается выше 2400 градусов по Цельсию, чего хватает для испарения металлов. Сильные ветры переносят пары железа к более прохладной ночной стороне, где они конденсируются в железные капли. Планета известна как WASP-76b и находится на расстоянии около 640 световых лет в созвездии Рыб.

Это странное явление происходит потому, что планета повернута дневной стороной к родительской звезде, а ее холодная ночная сторона остается в вечной темноте. Как и Луна на орбите вокруг Земли, у WASP-76b вращение вокруг оси занимает столько же времени, сколько и вокруг звезды.

Она получает в тысячи раз больше излучения от своей звезды, чем Земля от Солнца. Это настолько жарко, что молекулы разделяются на атомы, а металлы испаряются в атмосферу. Чрезвычайная разница температур между дневной и ночной сторонами приводит к сильным ветрам, которые переносят пары железа с очень жаркой дневной стороны на более холодную ночную, где температура снижается примерно до 1500 градусов Цельсия.

Согласно новому исследованию, у WASP-76b не только разные дневные и ночные температуры, но и различную химию дня и ночи. Используя новый прибор ESPRESSO на VLT в чилийской пустыне Атакама, астрономы впервые определили химические вариации на планете-гиганте с ультра-горячим газом. Они обнаружили сильные признаки паров железа на границе, которая отделяет дневную сторону планеты от ночной. «Удивительно то, что утром мы не увидели паров железа», - говорит Дэвид Эренрайх, профессор Женевского университета в Швейцарии, руководивший исследованием этой экзотической экзопланеты. По его словам, причина в том, что на ночной стороне экзопланеты идет дождь из железа.

«Наблюдения показывают, что в атмосфере жаркой дневной стороны WASP-76b содержится много паров железа», - добавляет Мария Роза Сапатеро Осорио, астрофизик из Центра астробиологии в Мадриде, Испания, и председатель научной группы ESPRESSO. «Часть этого железа попадает на ночную сторону благодаря вращению планеты и атмосферным ветрам. Там железо встречается с гораздо более прохладной средой, конденсируется и выпадает в виде дождя».

Эта информация была получена в результате первых научных наблюдений, проведенных с ESPRESSO в сентябре 2018 г. научным консорциумом, который создал прибор: командой из Португалии, Италии, Швейцарии, Испании и ESO.

ESPRESSO - Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations - изначально был разработан для охоты на землеподобные планеты вокруг звезд, похожих на Солнце. Но он оказался гораздо более универсальным. «Вскоре мы поняли, что замечательная собирающая способность VLT и чрезвычайная стабильность ESPRESSO сделали его основной машиной для изучения атмосфер экзопланет», - говорит Педро Фигейра, ученый ESPRESSO из ESO в Чили.

«То, что мы имеем сейчас, - это совершенно новый способ проследить климат самых экстремальных экзопланет», - заключает Эренрайх.