What does it mean for a planet to be tidally locked?

Tidal locking occurs when a star's gravity gradually slows a planet's rotation until one face permanently points toward the star and the other permanently faces away. Earth's Moon is tidally locked to Earth — from the ground, we always see the same side. WASP-121 b is tidally locked to its star, giving it a permanent dayside at around 2,500°C and a permanent nightside at roughly 725°C, with no seasons and no day-night cycle anywhere on the surface.

Why do mineral clouds form at dawn but not at dusk on WASP-121 b?

The morning terminator is supplied by air that has circulated across the colder nightside, cooling as it moves. That cooler air can descend to altitudes where silicate compounds solidify into particles and build clouds at high altitude. By the time the same air arrives at the evening terminator, it has been pushed back across the hot dayside by the planet's jet streams and is too warm for silicate clouds to condense.

Has WASP-121 b been studied before?

Extensively. WASP-121 b has been observed with Hubble, Spitzer, and ground-based telescopes, and it was the subject of earlier JWST phase-curve measurements that mapped the overall day-to-night temperature contrast. The new study is the first to resolve the morning and evening terminators as distinct atmospheric regions within a single transit observation.

Does this affect the search for life on other planets?

Not directly — WASP-121 b is too hot and too massive to be habitable. But the technique matters. Rocky planets in habitable zones around cool stars are expected to also be tidally locked and to have two distinct terminator regions. If the morning and evening faces of such a world differ in chemistry or cloud cover, a telescope sampling one edge might reach different conclusions than one sampling the other. The WASP-121 b study shows that both readings could be simultaneously correct, for different twilights.

Разрыв в 1775 °C между рассветом и закатом одной экзопланеты — телескоп Джеймса Уэбба впервые объяснил почему

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) считал утреннее и вечернее небо одной и той же чужой планеты по отдельности — и обнаружил разницу в 1775 °C.

Планета называется WASP-121 b — это сверхгорячий газовый гигант, совершающий оборот вокруг своей звезды каждые 30 часов. Она приливно заблокирована: один полушарие постоянно обращено к звезде и раскалено до около 2500 °C, тогда как другое пребывает в вечной ночи при примерно 725 °C. Там, где полушария сходятся, существуют две границы — утренний терминатор на рассвете и вечерний терминатор на закате. Исследование, опубликованное 11 июня в Nature Astronomy, нанесло на карту оба одновременно, выявив их как химически различные среды, разделённые почти двумя тысячами градусов.

Как Уэбб прочёл одно прохождение как два разных неба

Прохождение планеты (транзит) происходит, когда планета проходит перед своей звездой. Астрономы анализируют звёздный свет, фильтрованный через край планеты, чтобы выявить химические отпечатки. Обычно утренний и вечерний края смешиваются в единый усреднённый спектр.

Главным изменением здесь стали масштаб и синхронизация. WASP-121 b настолько велика и орбитирует так близко к звезде, что за время одного транзита успевает повернуться примерно на 30 градусов. Этот поворот последовательно проводит сначала утренний, затем вечерний край через поле зрения телескопа. С помощью спектрографа NIRSpec и инструмента NIRISS команда непрерывно фиксировала изменения светового сигнала по мере вращения планеты.

«Благодаря беспрецедентному качеству наблюдений JWST открывает нам наиболее детальный взгляд на далёкие планеты за всю историю», — сказал ведущий автор Сирил Гапп из Института астрономии Общества Макса Планка в Гейдельберге.

Утреннее небо, которое ещё строит свои облака

Утренний терминатор входит в поле зрения Уэбба первым и поглощает меньше звёздного света, чем вечерняя сторона.

Предпочтительное объяснение команды — силикатные облака: не капли воды, а минеральные частицы, образующиеся при конденсации породообразующих соединений на большой высоте. Поскольку утренняя атмосфера питается воздухом, приходящим с более холодной ночной стороны, она кратко достигает температур, достаточно низких для того, чтобы силикаты затвердели и рассеяли входящее излучение. Это рассеяние делает утреннее небо более приглушённым в спектре.

Уровни монооксида углерода на этом крае относительно стабильны. Молекулы воды — сильно диссоциированные в экстремальных условиях — по-прежнему регистрируются интенсивнее на утреннем крае, чем на вечернем.

Вечер, слишком горячий для воды

К концу транзита вечерний терминатор вошёл в поле зрения, и сигнал заметно изменился. Поглощение монооксида углерода усилилось — признак того, что восточный лимб горячее. Воды становится меньше не потому, что планета располагает меньшими её запасами, а потому что температуры в верхней атмосфере настолько экстремальны, что молекулы H₂O распадаются на атомы водорода и кислорода прежде, чем успевают поглотить свет в определяемых количествах.

Вечерний край также физически крупнее. Тепло расширяет верхнюю атмосферу вверх, увеличивая толщину газа, который вынужден пронизывать звёздный свет. Вечерняя сторона перехватывает больше излучения, чем утренняя, в одной и той же орбитальной позиции.

Ветра, создающие разрыв в 1775 °C

Оба терминатора находятся на границе между постоянной дневной топкой и постоянным ночным холодом. Но они не являются зеркальными отражениями друг друга.

WASP-121 b поддерживает быстрые восточные струйные течения, переносящие раскалённый воздух с дневной стороны через вечерний терминатор прежде, чем тот успевает остыть. Утренний терминатор, напротив, получает воздух, уже отдавший значительную часть тепла при прохождении ночной стороны. В результате образуется разрыв в 1775 °C, непосредственно измеряющий, сколько энергии переносит атмосферная циркуляция до наступления вечера.

Это согласуется с предсказаниями моделей циркуляции для приливно заблокированных планет, однако предыдущие наблюдения — в том числе с телескопа «Хаббл» — могли фиксировать лишь суммарный сигнал от обоих терминаторов, не разрешая их по отдельности. Томас Эванс-Сома из Института Макса Планка и астроном Дэвид Синг из Университета Джонса Хопкинса — среди соавторов работы.

Что это открывает для поиска обитаемых планет

WASP-121 b не станет домом для жизни. Но поставленный вопрос выходит за рамки этой системы. Скалистые планеты в зонах обитаемости вокруг холодных звёзд тоже ожидаются приливно заблокированными, с двумя различными зонами терминатора. Если эти зоны несут разные химические сигнатуры, телескопы в поисках биосигналов могут прийти к разным выводам в зависимости от того, какой лимб они наблюдают.

Результат по WASP-121 b — экстремальный пример. Знать, что асимметрии терминатора существуют, и понимать, что их вызывает, — первый шаг к их правильной интерпретации.

Часто задаваемые вопросы о WASP-121 b

В: Что значит приливная блокировка планеты?

Приливная блокировка возникает, когда гравитация звезды постепенно замедляет вращение планеты до тех пор, пока одна её сторона постоянно не окажется обращённой к звезде, а другая — прочь. WASP-121 b имеет постоянную дневную сторону при около 2500 °C и постоянную ночную сторону при около 725 °C, без сезонов и суточного цикла.

В: Почему минеральные облака формируются утром, но не вечером?

Утренний терминатор получает воздух с более холодной ночной стороны, который способен опуститься до температур, при которых силикаты затвердевают в частицы и образуют облака. К тому времени, как воздух достигает вечернего терминатора, струйные течения снова разогрели его при прохождении дневной стороны, и он слишком тёплый для конденсации.

В: Изучалась ли WASP-121 b раньше?

Широко. Предыдущие наблюдения с телескопов «Хаббл» и «Спитцер» дали общие атмосферные данные, но не могли разрешить два терминатора по отдельности. Данное исследование — первое, считывающее утренний и вечерний края как самостоятельные среды в рамках одного транзита.

В: Влияет ли это на поиск жизни на других планетах?

Напрямую — нет: WASP-121 b слишком горяча и массивна для существования жизни. Но метод важен: приливно заблокированные скалистые планеты в зонах обитаемости могут также иметь различные края терминатора, и измерение лишь одного из них способно дать ложное представление об обитаемости.

Cyril Gapp et al., «Atmospheric asymmetries in WASP-121 b revealed by rotational transits detected with JWST», Nature Astronomy, 11 июня 2026 г. DOI: 10.1038/s41550-026-02887-6

Теги: астрономия, exoplanet, JWST, Cyril Gapp, NIRSpec, terminator