#атмосфера

Экзопланеты, вращающиеся вокруг красного карлика TRAPPIST-1, считали чуть ли не идеальным местом для поиска внеземной жизни. Ученые годами всматривались в эту систему, надеясь обнаружить у здешних миров «‎благоприятные атмосферы». Но невидимая сила, исходящая от родительской звезды, будто космический саботажник, постепенно уничтожает все надежды астрономов. Авторы нового исследования выяснили, что само светило мешает изучать эти миры.

Слушатели познакомятся с многообразием удивительных атмосферных явлений.

Экзопланета WASP-121b — один из самых необычных миров, известных ученым. Он располагается так близко к своей звезде, что получает от нее колоссальное количество излучения, а это, в свою очередь, сильно нагревает его атмосферу. Космический телескоп «‎Джеймс Уэбб» помог астрономам узнать, как именно сформировалась экзопланета и в какой части протопланетного диска она могла возникнуть. Выводы основаны на обнаружении нескольких ключевых молекул в ее атмосфере.

Крупнейшая луна Сатурна — Титан — единственный спутник Солнечной системы с плотной атмосферой. Сезонные изменения в ней ученые наблюдали с помощью миссии «Кассини — Гюйгенс», завершившейся в 2017 году. Теперь, благодаря орбитальному телескопу «Джеймс Уэбб» и Обсерватории Кека, астрономы не только зафиксировали образование метановых облаков в северном полушарии Титана, но и проследили их движение.

Слушатели узнают о влиянии климатических изменений на образование облаков в стратосфере и мезосфере.

С помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» астрономы впервые «заглянули» внутрь атмосферы горячего субнептуна TOI-421 b, расположенного на расстоянии около 244 световых лет от Земли. Это важное событие: большинство атмосфер таких миров окутаны дымкой, скрывающей спектральные линии и затрудняющей наблюдения.

Данные, полученные с помощью аппарата NASA InSight, прибывшего на Красную планету в 2018 году для изучения ее внутреннего строения и состава, легли в основу новой компьютерной модели, объясняющей происхождение необычного магнитного поля Марса.

Физики предложили объяснение тому, что экспериментальные данные по количеству мюонов — неустойчивых элементарных частиц — в атмосфере не соответствуют расчетам. Эти частицы формируются в результате взаимодействия высокоэнергетичных космических лучей с атмосферой Земли. Ученые предположили, что причиной ошибок в теоретических расчетах может быть недооценка энергии  таких лучей. Эта энергия обычно рассчитывалась по правилам и формулам общепризнанной Стандартной модели, описывающей взаимодействие всех элементарных частиц. Оказалось, что эффекты новой физики при высоких энергиях делают оценку энергии космических лучей существенно смещенной, что приводит к неправильному ожидаемому числу мюонов.

Астрономы наблюдают полярные сияния на трех газовых гигантах: Юпитере, Сатурне и Уране. Нептун до сих пор не мог похвастаться свечением своей атмосферы. Впервые запечатлеть полярные сияния на восьмой планете удалось с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб». Анализ изображений показал, что авроры Нептуна оказались не такими, как на других гигантах.

Исследователи попытались выяснить, как можно распознать копию нашей планеты в глубоком космосе. Они «поместили» Землю в далекую звездную систему и обнаружили, что изменения ее яркости по мере вращения вокруг оси и движения по орбите выдавали бы очень важную подробность: этот мир окутан облаками.

Ученые обнаружили, что в результате атмосферного явления, называемого внезапным стратосферным потеплением, истончаются и смещаются слои свечения атмосферы на высоте выше 70 километров. Это явление также называют «ночным свечением», потому что из-за него ночное небо никогда не бывает темным. С помощью наземных и спутниковых приборов исследователям удалось зафиксировать, насколько сильно внезапное стратосферное потепление влияет на это свечение. Полученные данные свидетельствуют о сложных взаимосвязях между стратосферой и верхними слоями атмосферы, которые могут отражать последствия климатических изменений. Изучение собственного свечения атмосферы также полезно для прогнозирования космической погоды, которую нужно учитывать при запуске спутников.

С помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» исследователи рассмотрели атмосферу звездной системы коричневых карликов WISE‑0458, расположенной всего в 30 световых годах от Земли, и впервые выявили в ней цианистый водород и ацетилен.

Примерно в 200 световых годах от Земли есть редкая экзопланета LTT 9779 b, которую астрономы наблюдали с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб». Несмотря на экстремально высокую температуру поверхности, одну из сторон этого мира покрыли отражающие звездный свет белые облака.

Ультрагорячие юпитеры — гигантские «лаборатории» для изучения атмосферных процессов в экстремальных условиях. К сожалению для ученых и к счастью для земной жизни, в Солнечной системе нет таких планет, поэтому приходится искать их в других системах. Впервые исследователям удалось «заглянуть» вглубь атмосферы и изучить движение ураганных ветров ультрагорячего гиганта.

Почти треть известных экзопланет — газовые гиганты, расположенные очень близко к своим звездам. До сих пор ученые считали, что традиционные модели формирования горячих юпитеров верны, однако изучив атмосферу экзопланеты WASP-121b, изменили свое мнение.

С помощью орбитальной обсерватории NASA TESS астрономы обнаружили сразу две экзопланеты, вращающиеся вокруг звезды TOI-6054, расположенной примерно в 259 световых годах от Земли. Оба мира относятся к классу субнептунов и обладают плотностью, указывающей на возможное наличие газовой оболочки.

«Раздутый» горячий юпитер WASP-127b, расположенный в 500 световых годах от нас, поразил ученых скоростью воздушного потока на экваторе. Несмотря на экстремальную погоду, сама планета оказалось гораздо более «стандартной», чем показывали предыдущие исследования.

В 368 световых годах от Земли, на границе так называемой пустыни горячих нептунов — близкой к звезде области, в которой небесные тела размером с Нептун практически не встречаются, — расположилась экзопланета WASP-166b. Несмотря на экстремальные условия, этот уникальный мир смог сохранить объемную атмосферу, в которой обнаружили следы воды и углекислого газа. Открытие существенно расширяет представления об эволюции экзопланет в космических «пустынях».

Про то, как землетрясения влияют на климат, почему нужно готовиться не только к отрицательным, но и к положительным изменениям климата, сколько больших климатических моделей существует и на чем они основаны, и про многое другое мы поговорили с академиком Игорем Моховым, научным руководителем Института физики атмосферы РАН и профессором МФТИ.

Климатология в наши дни явно переросла ту описательную науку на стыке географии и физики, какой она была последние несколько столетий. Причиной стремительного роста интереса к климатологии стало наше осознание непреднамеренного влияния на климат Земли, который в последние годы существенно меняется, все дальше отклоняясь от привычных нам состояний. Сначала ученых заинтересовали сами эти изменения, затем — их причины, связанные с ними последствия и, наконец, возможные меры противодействия. Такие разные задачи требуют и разных инструментов для их решений, и разных навыков и компетенций у ученых. Все это разнообразие сейчас и составляет климатологию.