На Очень Большом Телескопе ESO (VLT) наблюдалась экстремальная планета, где, как предполагают исследователи, идут дожди из железа. На дневной стороне этой сверхгорячей гигантской экзопланеты температура превышает 2400 градусов, а этого достаточно для испарения металлов. Сильный ветер переносит пары железа на более холодную ночную сторону, где они конденсируются в железные капли.
“Можно сказать, что на этой планете дождливые вечера, вот только дождик там железный”, — говорит Дэвид Эренрайх (David Ehrenreich), профессор Женевского университета в Швейцарии, руководитель исследования необычной экзопланеты WASP-76b, результаты которого публикуются сегодня в журнале Nature. Планета находится на расстоянии около 390 световых лет от нас в созвездии Рыб.
Столь странное явление происходит потому, что «планета железных дождей» постоянно обращена к своей материнской звезде одной «дневной» стороной, а другая, «ночная» ее сторона погружена в вечный мрак. Подобно Луне, которая таким же образом связана с Землей, планета WASP-76b находится в состоянии ‘приливного захвата’ своей звездой: она совершает оборот вокруг своей оси ровно за столько же времени, за сколько она обращается вокруг звезды.
На дневную сторону планеты обрушивается в тысячи раз больше излучения от ее материнской звезды, чем Земля получает от Солнца. Там так жарко, что молекулы распадаются на атомы и металлы вроде железа испаряются. Экстремальная разница температур между дневной и ночной сторонами планеты приводит к тому, что в металлической атмосфере дуют сильнейшие ветры, которые переносят железные пары с горячей дневной на более холодную ночную сторону – на ней температура падает примерно до 1500 градусов.
Но WASP-76b отличается не только необычной разницей между дневной и ночной температурой. Новое исследование показывает, что у дня и ночи на этой планете еще и совершенно разная химия. При помощи нового приемника ESPRESSO на телескопе ESO VLT в чилийской высокогорной пустыне Атакама астрономы впервые зарегистрировали на сверхгорячем газовом гиганте химические изменения: они зафиксировали сильные линии железных паров на терминаторе: границе, которая разделяет дневную и ночную стороны планеты. “К нашему удивлению, однако, мы не видим железных паров в «утренней» зоне планеты”, — говорит Эренрайх. Причина этого, по его мнению, в том, что “на ночной стороне этой удивительной экзопланеты идут железные дожди.”
“Наблюдения показывают, что обилие железного пара в атмосфере WASP-76b велико на горячей дневной стороне планеты», — добавляет Мария Роза Запатеро Осорио (María Rosa Zapatero Osorio), астрофизик из Центра астробиологии в Мадриде (Испания), глава группы ученых — разработчиков приемника ESPRESSO. «Часть железа переносится на ночную сторону благодаря осевому вращению планеты и атмосферным ветрам. Там железо попадает в значительно более холодную среду, конденсируется и выпадает а форме дождя».

Этот результат был получен в ходе самых первых научных наблюдений с приемником ESPRESSO в сентябре 2018 г., выполненных научным консорциумом, которым был построен этот инструмент: специалистами из Португалии, Италии, Швейцарии, Испании и ESO.
Специализированный эшелле-спектрограф для наблюдений экзопланет ESPRESSO — Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations — первоначально был спроектирован для поиска землеподобных планет вокруг звезд типа Солнца. Однако, оказалось, что приемник может решать и другие разнообразные наблюдательные задачи. “Мы скоро поняли, что огромная светособирающая мощь VLT и исключительная стабильность ESPRESSO делают этот приемник идеально приспособленным для изучения атмосфер экзопланет”, — говорит Педро Фигейра (Pedro Figueira), ученый, работающий в чилийском отделении ESO и ответственный за эксплуатацию ESPRESSO.
“Теперь мы получили совершенно новый метод отслеживания климатических условий на крайне необычных экзопланетах”, — заключает Эренрайх.

На заставке: вид ночной стороны экзопланеты WASP-76b. На дневной стороне этой сверхгорячей гигантской экзопланеты температура превышает 2400 градусов, чего достаточно для испарения металлов. Сильные ветры переносят железные пары на более холодную ночную сторону, где они конденсируются в железные капли. В левой части рисунка мы видим границу вечерней зоны экзопланеты, где день переходит в ночь. Предоставлено: ESO/M. Kornmesser