Розглянути погоду на планеті в іншій системі — це не найпростіша задача. Щоб побудувати моделі фізичних і хімічних процесів в атмосфері, вчені використовують спектрофотометричні дані, вивчаючи, як газові шари далекого астрономічного тіла поглинають, відбивають і заломлюють світло зірки.
Найкраще для таких спостережень підходять транзитні планети, траєкторія польоту яких проходить між нами та зіркою. Перевага надається тілам з невеликим орбітальним періодом до двох земних днів, оскільки у них сильніше змінюється кут огляду під час транзиту, що дозволяє зібрати обширний масив даних. Так, раніше дослідники вивчили погоду на WASP-121b, рік на якій триває всього 31 годину.
Орбітальний період об'єкта нового дослідження — 4,18 земного дня. Гарячий юпітер WASP-127b обертається навколо зірки спектрального класу G, до якого належить і Сонце. Цей газовий гігант у 1,31 раза більший за Юпітер за радіусом, але значно менш масивний — 0,16 маси Юпітера. Щільність його «набряклої» атмосфери — одна з найнижчих за всю історію спостережень за екзопланетами, що робить його відмінною метою для спостережень.
Спостереження транзиту WASP-127b проводилися в березні 2022 року за допомогою спектрографа CRIRES+ обсерваторії VLT у Чилі. Результати аналізу отриманих 98 спектрів опубліковані в журналі Astronomy & Astrophysics.
Виявилося, що на екваторі WASP-127b дме повітряний потік зі швидкістю, близькою до дев'яти кілометрів на секунду, або близько 7,7 кілометра на секунду, якщо відняти передбачувану швидкість обертання самої планети (так ми розраховуємо швидкість атмосферних потоків на Землі або Юпітері). Однак у обох випадках, наскільки відомо сьогодні, йдеться про найшвидший потік такого роду у Всесвіті.
Планета знаходиться в приливному захопленні, тому одна її сторона завжди звернена до зірки, а на іншій половині — вічна ніч. За 10,4 години екваторіальний вітер проноситься по темній стороні, а за 0,87 дня, тобто 20,88 години, здійснює повний оберт навколо планети. Швидкість вітру на екваторі в шість разів більша, ніж рухалася б спокійна атмосфера при такій швидкості обертання планети. Для порівняння: рекорд швидкості вітру на екваторі Сатурна — 0,43 кілометра на секунду.
Також вчені підтвердили, що в атмосфері планети є вода, але головне — вперше вдалося зафіксувати там оксид вуглецю. У раніше опублікованих дослідженнях були висунуті незвичайні гіпотези про формування планети з метою пояснити дефіцит оксиду вуглецю. Виявилося, що співвідношення елементів на екзопланеті WASP-127b досить стандартне.
«Розуміння динаміки, що відбувається на таких планетах, допомагає нам вивчати механізм розподілу тепла і хімічні процеси, вдосконалюючи наші уявлення про формування планет і потенційно проливаючи світло на зародження нашої Сонячної системи», — пояснив співавтор публікації Девід Конт, дослідник атмосфер екзопланет з Мюнхенського університету імені Людвіга та Максиміліана (Німеччина).
Примітно, що на сьогодні лише наземні обсерваторії можуть вести такі спостереження. Інструментам космічних телескопів не вистачає роздільної здатності для виявлення швидкостей з достатньою точністю. Ще детальніше вивчати погоду на екзопланетах дозволить інструмент ANDES телескопа ELT. За планом, «перший світло» цей будований у Чилі телескоп побачить у 2028 році.