Экзопланеты похожие на Землю, имеют непостоянную и сложную погодную систему с непредсказуемым и меняющимся климатом, но до сих пор динамика экзо-атмосферы в отдаленных мирах, остается большой загадкой.
Используя высокоточные данные с Космического телескопа Кеплер, группа исследователей из Университета Торонто, Йоркского университета и Королевского университета в Белфасте сосредоточилась на шести больших экзопланетах, установив наблюдение за вращением этих планет вокруг звезд, с целью нахождения закономерности в их глобальных погодных системах.
Конечно, мы не говорим об экзопланетах, хоть чем-то напоминающих Землю, за ними наблюдать намного труднее; наши миры – это горячие (более 1600 градусов по Цельсию, или 2900 градусов по Фаренгейту) и массивные газовые гиганты, вращающиеся вокруг своих звезд на очень близком расстоянии. В будущем, когда наша аппаратура, возможно, станет технически более сложной, методы, используемые для оценки чужих, удаленных от нас погодных систем, будут также использоваться и в исследованиях небольших каменных планет.
Чтобы детальнее рассмотреть эти миры, исследователи наблюдали за различными фазами орбит этих экзопланет. Аналогично фазам нашей Луны, которые зависят от угла освещающего ее поверхность Солнца, с точки зрения наблюдателя Земли, далекие экзопланеты имеют довольно похожие фазы, за которыми можно наблюдать с расстояния многих световых лет.
"Мы определили погоду чужих миров путем измерения изменений на планетах, во время их прохода у родительской звезды, чтобы побольше узнать о цикле дня и ночи на экзопланетах", - сказала Лиза Эстевес, из Университета Торонто - ведущий автор исследования. "Мы проследили за тем, как каждая из них проходит свой цикл фаз, в течение которого различные части планеты ярко освещаются звездой, либо находятся в полной темноте".
Во время формирования планетной системы у звезды, планеты ближайшие к звезде, по предположениям, вращаются против часовой стрелки, что сродни правостороннему движению с точки зрения орбиты планеты. Таким образом, в большинстве массивных газовых гигантов, предположительно с самого начала существования планеты, формируется восточный поток атмосферных ветров. Ученые также обнаружили, что облака, образующиеся на ночной стороне экзопланеты, выходя на ее дневную сторону, нагреваются, а затем быстро рассеиваются.
Было очень интересно, когда команда увидела увеличение яркости в четырех мирах во время утреннего времени, а в остальных двух во время вечернего, оба открытия предоставляют нам интересные подсказки к пониманию природы атмосфер этих шести экзопланет.
"Ветра продолжают гнать облака на дневную сторону, где последние нагреваются и рассеиваются, оставляя за собой чистое обеденное небо", – говорит Эстевес. "Эти ветра двигают горячий воздух на восток от меридиана, где в это время середина дня, результатом чего и являются более высокие температуры во второй половине дня".
"Сравнивая планетные данные о ранее определенных температурах с циклом измерения фаз предоставленных Кеплером, мы обнаружили, что избыток яркости на утренней стороне, скорее всего, генерируется отражением света звезд ", - говорит Эстевес. "Эти четыре планеты не достаточно горячие, чтобы создать избыток света от термального излучения".
"Избыток света, видимый на двух очень горячих планетах, может быть объяснен тепловым излучением" – добавила она. "Скорее всего, это объясняется тем, что конкретно в этом случае ветры двигают тепло к вечерней стороне, тем самым создавая избыточную яркость".
Ранее данные Кеплера в основном были использованы для измерения отражаемой и термальной яркости экзопланет, но на сегодняшний день это первая попытка измерить изменения в блеске фаз экзопланет, с целью определения цикла дня и ночи, а также динамики экзопланетных погодных условий.
"Предстоящие космические миссии должны выявить намного больше мелких планет вокруг ярких звезд, которые станут главными целями для будущих детальных исследований", - говорит соавтор Рэй Джайавардхана из Йоркского университета. "Надеюсь когда-нибудь, в ближайшем будущем, мы будет говорить о погодных отчетах с инопланетных миров также как и о Земной погоде, лишь делая сравнения с нашей родной планетой".