У дослідженні, опублікованому днями в Astrophysical Journal Supplement Series, астрономи проаналізували архівні спектроскопічні і фотометричні дані 25 гарячих юпітерів, отримані за допомогою космічного телескопа Хаббл і космічного телескопа Спітцер.
Гарячі юпітери - це газові гіганти, які обертаються навколо своєї зірки, як правило, менш ніж за 10 днів.
Хоча в нашій Сонячній системі їх немає, вони являють собою зазвичай спостережуваний тип екзопланет в інших системах.
"Наше дослідження знаменує собою поворотний момент у цій галузі: тепер ми переходимо від характеристики атмосфер окремих екзопланет до характеристики атмосферних популяцій ", - сказав Білл Едвардс, автор роботи.
У дослідженні доктор Едвардс і його колеги використовували дані 600 годин спостережень з Хаббла і 400 годин зі Спітцера.
Вони об'єднали два методи: вивчення інформації щодо транзитів (коли планета проходить перед своєю зіркою) і затемнень (коли планета проходить позаду своєї зірки).
Вчені змогли визначити тенденції і відповісти на питання про гарячих юпітерів, на які більш ранні дослідження не могли дати остаточної відповіді протягом багатьох років.
Серед знахідок автори виявили, що нічний і денний боки гарячих юпітерів сильно розрізняються, причому температура падає на сотні градусів за Цельсієм від дня до ночі (в середньому дослідники виявили різницю в 1000 К).
Вони також виявили, що у багатьох гарячих юпітерів була термічно перевернута атмосфера, також відома як стратосфера, тобто їх верхня атмосфера має температуру, яка збільшується з висотою.
Гарячі Юпітери - це клас екзопланет газових гігантів, які фізично схожі на Юпітер, але мають дуже короткі орбітальні періоди (P < 10 днів). Близькість до їхніх зірок і високі температури поверхні атмосфери призвели до їхньої неофіційної назви «гарячі Юпітери».
Гарячі Юпітери - найпростіші позасовніші планети для виявлення методом радіальних швидкостей, оскільки коливання, які вони викликають в русі своїх батьківських зірок, відносно великі і швидкі в порівнянні з коливаннями інших відомих типів планет. Один з найвідоміших гарячих Юпітерів - 51 Pegasi b. Відкрита 1995 року, вона стала першою екзопланетою, виявленою на орбіті сонцеподібної зірки. 51 Pegasi b має орбітальний період близько 4 днів.
Визначальними характеристиками є великі маси, що охоплюють 0,36-11,8 маси Юпітера і короткі орбітальні періоди. Маса не може бути більше 13,6 маси Юпітера, тому що тоді тиск і температура всередині планети були б досить високими, щоб викликати злиття дейтерію, і планета була б коричневим карликом.
Це, мабуть, було викликано присутністю металевих елементів (оксиду титану, оксиду ванадію і гідриду заліза), які поглинали світло зірки і таким чином нагрівали атмосферу. Явище схоже на процес, який відбувається на Землі в озоновому шарі.
Вчені виявили, що на деяких планетах було менше води, ніж очікувалося, припускаючи, що вони сформувалися інакше, ніж планети з більшою кількістю води.
Вони також виявили більше металів, ніж передбачали моделі раніше, а це означає, що гарячі Юпітери, ймовірно, сформувалися не так, як вважалося раніше.
«Багато питань, такі як походження води на Землі, формування Місяця і різні історії еволюції Землі і Марса, досі не вирішені, незважаючи на нашу здатність проводити вимірювання на місці», - сказав Квентін Чангеат, співавтор роботи.
«Великі дослідження популяцій екзопланет, подібні тому, що ми представляємо тут, спрямовані на розуміння цих загальних процесів».
Q. Changeat et al. 2022. Five Key Exoplanet Questions Answered via the Analysis of 25 Hot-Jupiter Atmospheres in Eclipse. ApJS 260, 3; doi: 10.3847/1538-4365/ac5cc2
