Identifikovan metan u atmosferi egzoplanete

Foto: NASA

Dok je vodena para dosad detektovana kod više od deset planeta, metan – molekul uveliko prisutan u atmosferama Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna u okviru našeg solarnog sistema – donedavno nije primećen u atmosferama tranzitnih egzoplaneta prilikom proučavanja spektroskopijom baziranom u svemiru, piše Phys.org.

Naučnici iz Istraživačkog centra Ejms u Silicijumskoj dolini i Državnog univerziteta Arizone objašnjavaju značaj otkrića.

Preporučujemo

Sa temperaturom od oko 825 Kelvina, WASP-80b je ono što naučnici zovu „topli jupiter“, a to su planete slične po veličini i masi planeti Jupiter u našem solarnom sistemu, ali sa temperaturom između vrelog jupitera, poput HD 209458 b (prva otkrivena tranzitna egzoplaneta) sa 1.450 Kelvina, i hladnih jupitera, poput našeg sa oko 125 Kelvina.

WASP-80b obiđe svoju zvezdu – crvenog patuljka – jednom u tri dana i nalazi se 163 svetlosne godine od nas u sazvežđu Orao. Pošto je ta planeta toliko blizu svojoj zvezdi, a obe su tako daleko od nas, ne možemo videti planetu direktno čak ni pomoću najsavremenijih teleskopa kao što je „Veb“. Umesto toga, istraživači proučavaju kombinovano svetlo od zvezde i planete koristeći tranzitni metod (kojim je otkrivena većina egzoplaneta) i eklipsni metod.

Pomoću tranzitnog metoda, posmatrali smo sistem kad je planeta prolazila ispred svoje zvezde iz naše perspektive, izazivajući neznatno pomračenje zvezdane svetlosti. Uski prsten planetine atmosfere tada bude osvetljen zvezdom i to pomaže da se otkrije sastav atmosfere na osnovu toga koje boje svetlosti su blokirane.

Pomoću eklipsnog metoda, posmatrali smo sistem dok je planeta prolazila iza zvezde iz naše perspektive, izazivajući još jedan mali pad ukupne svetlosti. Svi objekti emituju neku svetlost, što se naziva termalnom radijacijom, sa intenzitetom i bojom emitovane svetlosti koji zavise od temperature objekta.

Početne opservacije morale su biti transformisane u takozvani spektar. To je u suštini mera koja pokazuje koliko atmosfera egzoplanete blokira ili emituje svetlost u različitim bojama (ili talasnim dužinama) svetlosti.

Zatim smo interpretirali taj spektar putem dve vrste modela radi simulacije kako bi izgledala atmosfera planete. Prvi tip modela je potpuno fleksibilan, isprobavajući milione kombinacija količine metana i vode i temperatura kako bi se pronašla kombinacija koja najtačnije odgovara našim podacima. Drugi tip, takozvani samokonzistenti model, takođe istražuje milione kombinacija, ali koristi naše postojeće znanje fizike i hemije za određivanje nivoa metana i vode koji bi se mogli očekivati.

Oba tipa modela su došla do istog zaključka – definitivne detekcije metana.

Sad možemo početi da istražujemo šta nam ovaj hemijski sastav govori o rođenju, rastu i evoluciji planete. Na primer, mereći količinu metana i vode na planeti, možemo izvesti odnos atoma ugljenika i kiseonika.

Ovaj odnos bi trebalo da se menja u zavisnosti od toga gde i kad su planete nastale u svom sistemu. Tako možemo otkriti znakove da li se planeta formirala u blizini svoje zvezde ili na većoj daljini pre postepenog približavanja.

Ovo otkriće je uzbudljivo jer konačno možemo uporediti planete izvan našeg solarnog sistema sa planetama u njemu. NASA ima istoriju slanja svemirskih letelica do gasovitih džinova u našem solarnom sistemu radi merenja količine metana i drugih molekula u njihovim atmosferama. Sad možemo proveriti da li su očekivanja iz solarnog sistema u skladu sa onim što vidimo van njega.

Dalje opservacije egzoplanete WASP-80b pomoću „Vebovih“ kamera MIRI i NIRCam omogućiće nam ispitivanje osobina atmosfere na različitim talasnim dužinama svetlosti. Naši nalazi nas navode da mislimo da ćemo videti druge molekule bogate ugljenikom kao što su ugljen-monoksid i ugljen-dioksid.

Osim toga, proširujemo naše znanje o tome kako hemija i fizika funkcionišu pod uslovima drugačijim od onih koje imamo na Zemlji i možda uskoro na drugim planetama koje liče na ono što imamo kod kuće. Jedno je sigurno – otkrića putem „Veba“ su prepuna potencijalnih iznenađenja.

(Telegraf Nauka/Phys.org)