Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил яркие полярные сияния на свободно плавающей планете

Группа исследователей из Тринити-колледжа в Дублине (Ирландия) сделала открытие с помощью космического телескопа имени Джеймса Уэбба (JWST). Они наблюдали интенсивные, яркие полярные сияния, похожие на земные, на свободно плавающей планете (планете-сироте) SIMP-0136.

Это наблюдение ставит под сомнение прежнее предположение, что подобные световые явления в первую очередь вызваны взаимодействием планеты с солнечным ветром ближайшей звезды. Объект SIMP-0136 — так называемый коричневый карлик, нечто среднее между гигантской газовой планетой и небольшой звездой. До сих пор учёные предполагали, что наблюдаемые колебания яркости таких объектов в основном вызваны раскрытием и закрытием облачного покрова.

Однако новые высокоточные данные JWST рисуют иную картину. Движущей силой изменчивости выступает не облачность, которая оказалась на удивление стабильной, а изменение температуры в атмосфере планеты. 

«Это одни из самых точных измерений атмосферы внесолнечного объекта из когда-либо проводившихся», — поясняет ведущий автор исследования, доктор Эверт Наседкин, в пресс-релизе Тринити-колледжа.

Исследователям удалось продемонстрировать, что сильное полярное сияние нагревает верхние слои атмосферы планеты, создавая «тепловую инверсию» — слой, температура в котором повышается с высотой. Этот нагрев, вызванный магнитным полем, и сопутствующие ему изменения температуры, по-видимому, являются истинными факторами, определяющими погоду на этом экзотическом небесном теле.

Открытие стало возможным благодаря исключительной чувствительности инструментов космического телескопа «Джеймс Уэбб». Группа под руководством руководителя проекта профессора Джоханны Вос использовала приборы NIRSpec и MIRI для измерения мельчайших изменений яркости при вращении планеты вокруг своей оси с периодом всего 2,4 часа. Точность измерений была настолько высокой, что удалось обнаружить разницу температур менее 5 °C. 

Открытие поднимает новые вопросы. Модели показывают, что энергия, выбрасываемая в атмосферу полярными сияниями, должна быть огромной. Пока неясно, достаточно ли известных механизмов ускорения частиц магнитными полями для объяснения столь сильного нагрева. Это станет предметом будущих исследований. Новые данные, полученные на SIMP-0136, важны не только для понимания коричневых карликов. Они также открывают путь к пониманию атмосфер экзопланет, вращающихся вокруг молодых газовых гигантов.

Будущие обсерватории, такие как Чрезвычайно Большой Телескоп (ELT) и планируемая Обсерватория Обитаемых Миров, будут опираться на эти результаты для еще более тщательного изучения динамики атмосфер далеких миров.