Расплавленный железный дождь падает сквозь небеса раскаленной экзопланеты

WASP-76 b проносится вокруг своей звезды-хозяина один раз в 1,8 земных суток, орбита настолько плотная, что газовая планета «приливно-отливная», всегда показывая звезде одно и то же лицо. Температура на этой дневной стороне поднимается выше 2400 градусов по Цельсию — достаточно жарко, чтобы испарять металлы, — в то время как на темной стороне гораздо прохладнее -1500 C, говорят исследователи. «Это, вероятно, самый экстремальный климат, который мы когда-либо могли найти на планете», — рассказал адъюнкт-профессор астрономии и ведущий автор данного исследования в Женевском университете в Швейцарии Дэвид Эренрайх.

WASP-76 b был обнаружен в 2013 году. Чужая планета примерно такая же массивная, как Юпитер, но почти в два раза шире, вероятно, потому, что сильные радиационные нагрузки, которые экзопланета получает от своей звезды-хозяина, значительно раздувают ее атмосферу. Для нового исследования исследователи изучали WASP-76 b с помощью спектрографа Echelle для скалистых экзопланет и стабильных спектроскопических наблюдений (ESPRESSO), инструмента, установленного на очень большом телескопе Европейской южной обсерватории в Чили. ESPRESSO обнаружил сильную сигнатуру паров железа на «вечерней» границе, которая отделяет дневную сторону WASP-76 b от его темной стороны. Но на «утренней» границе на другой стороне планеты, где темная сторона сливается с дневной, такой подписи не было замечено. «Должно быть, на темной стороне происходит что-то такое, что заставляет железо исчезать», — отметил Эренрайх.

Лучшее объяснение, добавил он, состоит в том, что ветры и вращение WASP-76 b переносят испаренное железо с дневной стороны на темную. Темная сторона достаточно прохладна, чтобы пары железа конденсировались в облака, которые затем льют дождь. Этот дождь может состоять из таких соединений, как сульфид железа или гидрид железа.

Но, «учитывая условия, наиболее вероятным [сценарием] является то, что железо конденсируется в жидкие капли чистого железа», — сказал Эренрайх. Этот железный дождь, вероятно, в конечном итоге снова возвращается на дневную сторону через атмосферную циркуляцию, увековечивая цикл, добавил он. И этот дождь, вероятно, не сыплется вниз в мягком тумане, потому что большая разница температур между двумя половинами WASP-76 b порождает ветры поразительной свирепости. Железо в дневном воздухе планеты, например, несется к темной стороне со скоростью около 18000 км/ч, сказал Эренрайх.

Экзотика WASP-76 b на этом не заканчивается. По словам исследователей, атмосфера дневной стороны может быть гораздо более раздутой, чем атмосфера темной стороны из-за более высоких тепловых нагрузок. Таким образом, границы «вечера» и «утра» между двумя полушариями могут быть отмечены высокими облаками, которые падают от света к темноте. «И морось этой осени будет не каплями воды, а каплями железа», — резюмировал Эренрайх. WASP-76 b служит убедительным напоминанием для исследователей о необходимости сохранять непредвзятость, потому что природа порождает головокружительное разнообразие миров.