Трехмерная атмосфера
Проблемы образования атмосферы и ее климатической машины до сих пор не решены, хотя основам этих знаний посвящены десятки университетских учебников. Атмосфера Земли состоит из нескольких слоев со своим составом и характеристиками. Например, первый слой с десяток километров высотой содержит водяной пар, источник многих погодных явлений. Эта тропосфера сверху покрыта стратосферой, в которой велико содержание озона. Он задерживает губительный для жизни солнечный ультрафиолет. Несколько десятилетий назад озоновые дыры были очень популярны, их ростом даже оправдывали уничтожение некоторых отраслей нашей промышленности.
А что с атмосферами далеких экзопланет? До сих пор они не привлекали особого внимания, поскольку не было методов выявления и изучения этих газовых оболочек. Недавно они появились.
Первые интересные результаты, касающиеся атмосферы гигантской экзопланеты WASP-189b, получила команда руководимая аспиранткой Лундского университета Бибианой Прино (Bibiana Prinoth). При обращении планета затеняет свою звезду, в эти моменты ее излучение возбуждает линии поглощения в спектре атмосферы планеты, характерные для содержащихся в ней веществ. По ним-то и судят о распределении в атмосфере различных элементов.
Ученые установили, что атмосфера экзопланеты имеет много общего с земной, она также слоиста и многокомпонентна по составу. На этом сходство кончается, ведь WASP-189b принадлежит к классу горячих юпитеров и газы в ее атмосфере совсем не такие, как у нас: это испарения металлов.
WASP-189b расположена в двадцать раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, и всегда повернута к светилу одной стороной. Неудивительно, что ее звездная сторона прогрета до 3200 градусов. На планете дуют сильнейшие ветры, переносящие вещество атмосферы с нагретой на холодную сторону, есть мощные восходящие и нисходящие потоки, в общем, в атмосфере постоянно идет трехмерное перемешивание. В сущности, мы все это знаем по атмосфере Венеры, которая крайне медленно вращается вокруг своей оси.
Ученые также обнаружили на экзопланете аналоги озонового слоя. Это слои оксида титана, экранирующие коротковолновое излучение. Наблюдатели зафиксировали железо и титан, а также атомарные хром, магний, ванадий, марганец.