Издание Astrobiology сообщает, что согласно новой статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy 28 октября 2025 года, астрономы создали первую трехмерную карту экзопланеты, обнаружив атмосферу с четкими температурными зонами, одна из которых настолько обжигающая, что в ней распадается водяной пар.

Исследование, проводимое совместно Мэрилендским и Корнеллским университетами, описывает работу группы по созданию температурной карты WASP-18b — газового гиганта, который можно описать как «Сверхгорячий Юпитер», расположенного в 400 световых годах от Земли. Температурнвя карта, составленная группой ученых, стала первой, в которой был применен метод, называемый трехмерным картированием затмений, также известный как спектроскопическое картирование затмений. Это исследование основано на двумерной модели, опубликованной членами той же группы в 2023 году.

«3D-метод картирования затмений (3D eclipse mapping, spectroscopic eclipse mapping) — единственный метод, позволяющий одновременно учитывать все три измерения: широту, долготу и высоту. Это дает нам более высокий уровень детализации, чем когда-либо, когда мы изучали эти небесные тела», – заявила соавтор статьи Меган Вайнер Мэнсфилд (Megan Weiner Mansfield), доцент кафедры астрономии в Университете штата Мэриленд.

Исследователи утверждают, что, используя эту технологию, они теперь могут начать составлять карты атмосферных изменений для многих схожих типов экзопланет, наблюдаемых JWST, так же, как наземные телескопы когда-то наблюдали Большое Красное Пятно Юпитера и полосатую структуру облаков.

Исследователи утверждают, что, используя эту технологию, они теперь могут начать составлять карты атмосферных изменений для многих схожих типов экзопланет, наблюдаемых JWST, так же, как наземные телескопы когда-то наблюдали Большое Красное Пятно Юпитера и полосатую структуру облаков.

«Картирование затмений позволяет нам получать изображения экзопланет, которые мы не можем видеть напрямую из-за слишком высокой яркости их звезд. Благодаря этому телескопу и новой методике мы можем начать изучать экзопланеты так же, как и соседей по Солнечной системе», — сказал соавтор статьи Райан Челленер (Ryan Challener), научный сотрудник кафедры астрономии Корнеллского университета.

Обнаружение экзопланет всегда было сложной задачей — обычно их излучение составляет гораздо меньше 1% от яркости материнской звезды. Картирование затмений включает измерение небольших долей этого излучения, пока планета вращается вокруг своей звезды, заслоняя и открывая ее части по пути. Ученые могут связать мельчайшие изменения яркости с конкретными областями экзопланеты, чтобы создать карту яркости, которая, будучи представленной в нескольких цветах, может отображать температуру по широте, долготе и высоте.

WASP-18b, масса которого примерно равна 10 массам Юпитера, совершает один оборот вокруг своей оси всего за 23 часа, а его температура крайне высока (около 3000 градусов по Цельсию) что обеспечивает относительно сильный сигнал, который сделал его хорошим примером для проверки нового метода картографирования.В то время как предыдущая двухмерная карта WASP-18b, созданная группой, использовала одну длину волны, новая трехмерная карта представляет собой повторный анализ тех же наблюдений, полученных с помощью инструмента NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) телескопа JWST, на многих длинах волн. Каждый цвет на карте соответствовал разным температурам и высотам в газовой атмосфере WASP-18b, которые затем можно было объединить для создания новой, более подробной трехмерной карты.

«Если построить карту на длине волны, поглощаемой водой, вы увидите слой воды в атмосфере, тогда как длина волны, не поглощаемая водой, позволит исследовать более глубокие слои. Если объединить эти данные, можно получить трехмерную карту температур в атмосфере», – пояснил г-н Челлнер.

Ученые сообщают, что новое трехмерное изображение подтвердило наличие спектроскопически различимых областей — различающихся по температуре и, возможно, химическому составу — на видимой «дневной стороне» экзопланеты WASP-18b, которая находится в приливном захвате и всегда обращена к звезде. Планета имеет круглую «горячую точку», куда попадает большая часть прямого звездного света, и где ветры, по-видимому, недостаточно сильны для перераспределения тепла. Горячую точку окружает более холодное «кольцо», расположенное ближе к внешним видимым краям планеты, или её лимбам. Примечательно, что измерения показали более низкий уровень водяного пара в горячей точке, чем средний показатель для WASP-18b.

Исследователи полагают, что дополнительные наблюдения JWST могут помочь улучшить пространственное разрешение первой трехмерной карты. Вайнер Мэнсфилд отметила, что этот метод открыл множество новых направлений для исследования подобных «Сверхгорячих Юпитеров», которые составляют сотни из более чем 6000 экзопланет, существование которых подтверждено на сегодняшний день. В будущем она также надеется применить трехмерное картирование затмений к более мелким каменистым планетам за пределами таких горячих газовых планет, как WASP-18b.

«Очень волнительно наконец-то получить инструменты, позволяющие увидеть и составить карту температур другой планеты с такой степенью детализации. Это открывает нам возможность использовать этот метод и для других типов экзопланет. Например, если у планеты нет атмосферы, мы все равно можем использовать этот метод для картирования температуры самой поверхности, чтобы, возможно, понять ее состав. Хотя WASP-18b была более предсказуемой, я уверен, что у нас будет шанс увидеть то, чего мы никогда раньше не ожидали», – добавила г-жа Мэнсфилд.

Изображение: экзопланета (слева) и ее материнская звезда (справа), by NASA Hubble Space Telescope on Unsplash