На планете WASP-17b, находящейся на расстоянии 1300 световых лет от Земли, были обнаружены атмосферные явления, схожие с солнечными столбами и гало. На Земле подобные атмосферные эффекты возникают благодаря выстраиванию кристаллов льда в определенной структуре.
В 2023 году впервые зафиксированы изменения в атмосфере «раздутого» горячего юпитера WASP-17b обнаружили нанокристаллы кремнезема (одни из самых распространенных минералов на Земле), которые формируются в верхних слоях атмосферы при температуре примерно 1500 градусов Цельсия. Открытие стало неожиданностью, поскольку обычно подобные частицы встречаются на коричневых карликах и более прохладных экзопланетах. Напомним, такие горячие юпитеры, как WASP-17b, предположительно состоят из гелия и водорода, с небольшими примесями углекислого газа и водяного пара.
Авторы нового исследования, опубликованного в The Astrophysical Journal Letters, смоделировали эффект направленности кристаллов кварца, обнаруженных с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб». Эти крошечные частицы вытянутой формы могут быть ответственны за формирование солнечных столбов и гало, знакомых жителям северных широт на Земле.
Интенсивные ветры, бушующие на экзопланете WASP-17b (достигающие скорости до 5000 метров в секунду), способны выравнивать кристаллы за счет механического воздействия — подобный механизм ранее был предложен для объяснения выравнивания межзвездной пыли, однако он не получил подтверждения.
По мнению исследователей Элайджи Малленса и Николь Льюис из Корнеллского университета, ориентация кристаллов по направлению потока может оказывать влияние на их способность к рассеиванию и поглощению инфракрасного излучения. Проведенные расчеты продемонстрировали, что такая механическая направленность действительно вызывает изменения в спектре, сопоставимые с данными, полученными спектрометром MIRI, установленным на космическом телескопе «Уэбб».
Сравнение полученных результатов с фактическими данными наблюдений WASP-17b показало, что ориентация кристаллов не способна полностью объяснить зарегистрированный спектр. Это может свидетельствовать о наличии в атмосфере других полиморфов кварца или о недостаточном знании свойств подобных частиц.
Ученые, работавшие над научной работой, подчеркнули, что полученные ими данные представляют собой лишь начальный этап исследования, посвященного направлению и ориентации аэрозолей в атмосферах других планет. Их воздействие может оказывать значительное влияние на наблюдаемые параметры, что особенно важно принимать во внимание при наличии сильных ветров и высоких температур.
Для поддержки коллег в анализе данных «Уэбба» Малленс и Льюис внесли изменения в программный код POSEIDON разработано 144 новые модели аэрозолей, учитывающие ориентацию и температуру. Несмотря на то, что непосредственно наблюдать солнечные столбы на экзопланетах невозможно, полученные данные позволяют расширить знания о динамике атмосфер других планет и о том, как выстраиваются кристаллы, отражающие и преломляющие свет звезды.