Астрономы, работающие с телескопом «Джеймс Уэбб», получили самые четкие на сегодня доказательства того, что атмосфера на «утренней» и «вечерней» сторонах экзопланеты WASP-121 b разительно отличается. Эти пограничные зоны, известные как терминаторы, разделяют вечный день и вечную ночь на планете. Наблюдения подтвердили теоретические модели, которые предсказывали разницу в температуре и химическом составе этих областей.
WASP-121 b относится к классу «сверхгорячих юпитеров» и находится в приливном захвате у своей звезды, то есть всегда обращена к ней одной стороной. Мощные ветры переносят тепло с раскаленного дневного полушария на более холодное ночное. Поскольку ветры дуют на восток, в направлении вращения планеты, они сильнее нагревают «вечерний» терминатор – границу, уходящую в тень.
Из-за более высокой температуры атмосфера на вечерней стороне расширяется и поглощает больше света от звезды, что и зафиксировали приборы «Уэбба». Спектральный анализ, проведенный с помощью инструмента NIRSpec, также выявил изменения в химическом составе. К концу прохождения планеты по диску звезды, когда в поле зрения телескопа попадала вечерняя сторона, усиливался сигнал угарного газа. Однако ученые связывают это с температурными эффектами, а не с ростом концентрации газа.
Более показательными оказались данные по воде. В горячих областях атмосферы ее молекулы распадаются на составляющие элементы. Наблюдения подтвердили, что на более нагретом вечернем терминаторе воды становится меньше, что служит дополнительным доказательством переноса тепла ветрами. Температура на дневной стороне WASP-121 b достигает 2500 °C, в то время как на ночной опускается примерно до 725 °C.
За время транзита планета успевает повернуться примерно на 30 градусов. Этого небольшого вращения оказалось достаточно, чтобы телескоп смог последовательно изучить разные участки атмосферы на ее краю. Полученные данные, однако, указывают на более сильную асимметрию, чем предсказывали компьютерные модели. Исследователи предполагают, что это расхождение можно объяснить наличием облаков, которые современные симуляции не учитывают. Вероятно, на более прохладном «утреннем» терминаторе формируются облака из минералов, например силикатов, которые блокируют тепловое излучение из нижних слоев атмосферы.
