Художественное изображение SIMP-0136. Источник: доктор Эверт Наседкин

С помощью телескопа JWST астрономы обнаружили полярные сияния, экзотические облака и штормы на пылающей планете-изгое.

Яркие полярные сияния, очень похожие на северное сияние на Земле, — главная изюминка необычного прогноза погоды. Этот репортаж транслируется не из телестудии, а из далёкого мира за пределами нашей Солнечной системы.

Астрономы из Тринити-колледжа в Дублине использовали НАСА/ЕКА/КАСА космический телескоп «Джеймс Уэбб» для исследования турбулентной атмосферы близлежащей свободно плавающей планеты, известной как SIMP-0136.

С помощью высокочувствительных инструментов телескопа исследователи смогли измерить малейшие изменения яркости планеты во время её вращения. Эти незначительные изменения позволили получить информацию о температуре планеты, её облачном покрове и химическом составе.

Неожиданным открытием стало то, что SIMP-0136 демонстрирует интенсивную авроральную активность. Эти мерцающие световые шоу напоминают северное сияние на Земле и ещё более яркие полярные сияния на Юпитере, и они играют важную роль в нагревании верхних слоёв атмосферы планеты.

Температура и атмосферные сдвиги

«На сегодняшний день это одни из самых точных измерений атмосферы любого внесолнечного объекта, и впервые изменения в свойствах атмосферы были измерены напрямую», — сказал доктор Эверт Наседкин, научный сотрудник Школы физики Тринити-колледжа в Дублине и ведущий автор научной статьи, опубликованной в ведущем международном журнале Astronomy & Astrophysics.

«При температуре более 1500 °C SIMP-0136 заставляет нынешнюю летнюю жару казаться умеренной, — продолжил он. — Благодаря точным наблюдениям мы смогли зафиксировать изменения температуры менее чем на 5 °C. Эти изменения температуры были связаны с незначительными изменениями в химическом составе этой свободно плавающей планеты, что указывает на то, что в поле зрения попадают штормы, подобные Большому красному пятну на Юпитере».

Ещё одним неожиданным открытием стало отсутствие изменчивости облаков на SIMP-0136. Можно было бы ожидать, что изменения в облачном покрове приведут к изменениям в атмосфере, подобно тому, как мы наблюдаем участки с облаками и участки с голубым небом здесь, на Земле. Вместо этого команда обнаружила, что облачный покров на поверхности SIMP-0136 был постоянным. При температуре SIMP-0136 эти облака не похожи на земные: они состоят из силикатных зёрен, похожих на песок на пляже.

Это первая публикация новой группы «Exo-Aimsir», возглавляемой профессором Йоханной Вос из Школы физики Тринити-колледжа. В ней представлены работы всех членов группы, в том числе аспирантов Мерл Шрейдер, Мэдлин Лэм и Киана О’Тула.

Эти данные были первоначально опубликованы аналогичной группой под руководством Эллисон Маккарти из Бостонского университета, но новый анализ позволил выявить больше подробностей об атмосфере.

Читая небо по свету

«Различные длины световых волн связаны с разными характеристиками атмосферы. Подобно тому, как мы наблюдаем за изменением цвета земной поверхности, изменение цвета SIMP-0136 обусловлено изменениями свойств атмосферы, — добавил доктор Наседкин. — Таким образом, используя передовые модели, мы можем определить температуру атмосферы, химический состав и положение облаков».

Профессор Вос сказал: «Эта работа впечатляет, потому что она показывает, что, применяя наши передовые методы моделирования к новейшим наборам данных, полученным с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, мы можем начать собирать воедино процессы, определяющие погоду в мирах за пределами нашей Солнечной системы. Понимание этих погодных процессов будет иметь решающее значение для дальнейшего открытия и изучения экзопланет».

«Хотя на данный момент подобные наблюдения за спектроскопической изменчивостью ограничиваются изолированными коричневыми карликами, такими как этот, будущие наблюдения с помощью Очень Большого Телескопа и, в конечном счёте, Обсерватории обитаемых миров позволят изучать динамику атмосфер экзопланет, от газовых гигантов, подобных Юпитеру, до каменистых планет».

Ссылка: “Отчет о погоде JWST: восстановление изменений температуры, полярного сияния и статического облачного покрытия на SIMP-0136” Э. Наседкина, М. Шрейдера, Дж. М. Воса, Б. Биллера, Б. Бернингема, Н. Б. Коуэна, Дж. К. Фарти, Э. Гонсалеса, М. Б. Лама, А. М. Маккарти, П. С. Мьюирхеда, К. О'Тула, М. К. Пламмера, Г. Суареса, Х. Тана, К. Вишера, Н. Уайтфорда и Ю. Чжоу, 26 сентября 2025 г. , Астрономия и астрофизика. DOI: 10.1051/0004-6361/202555370