Novo otkriće svemirskog teleskopa: Oblaci prašine i ekstremne temperature na egzoplaneti sličnoj Jupiteru

Umetnička vizija planete WASP-43b... Foto: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Naučnici su koristeći Džejms Veb teleskop otkrili oblake na velikim visinama i velike temperaturne razlike između dnevne i noćne strane egzoplanete WASP-43b. Ovo otkriće pruža detaljan uvid u ekstremnu klimu i dinamičke procese u atmosferi ove planete, piše SciTech Daily.

Jasmina Blečić, istraživač na Univerziteta Nju Jork, sa ispostavom u Abu Dabiju, zajedno sa vanrednim profesorom Ijanom Dobs-Diksonom iz Centra za astrofiziku i svemirske nauke (CASS) i timom za istraživanje egzoplaneta Džejms Veb teleskopom (JTEC-ERS), iskoristili su NASA-in Džejms Veb teleskop kako bi otkrili nove detalje o atmosferi divovske egzoplanete, slične po veličini Jupiteru. Ovo istraživanje uključuje revolucionarna posmatranja oblaka napunjenih prašinom na planeti.

Preporučujemo

U studiji objavljenoj u časopisu Nature Astronomy, istraživači detaljno opisuju kako su testirali sposobnosti Vebovog instrumenta za srednje infracrveni opseg (MIRI) i posmatrali čitavu orbitu WASP-43b, divovske, gasom ispunjene egzoplanete. Ova "kriva faza" posmatranja, sprovedena tokom Vebove prve godine rada, otkrila je raspodelu temperature preko cele planete i bacila svetlo na klimatske uslove planete.

Istraživači su pronašli guste oblake i iznenađujući nedostatak metana na noćnoj strani planete, kao i prisustvo vode širom njene atmosfere. Ovo je prvi put da su oblaci primećeni na noćnoj strani planete; oni su pronađeni na mnogo većim visinama u atmosferi planete u poređenju sa tipičnim oblacima na Zemlji.

- Posmatrali smo ovu planetu dok orbitira oko svoje zvezde koristeći infracrveni spektrometar kako bismo proučili svetlost koja dolazi iz različitih regiona njene atmosfere. Ovo nam je omogućilo da razlikujemo temperature između dnevne i noćne strane, i identifikujemo prisustvo oblaka i različitih molekula. Različite hemijske vrste apsorbuju svetlost na različitim talasnim dužinama u infracrvenom spektru. Kombinujući ovu činjenicu sa posmatranjima cele orbite, mogli smo da ograničimo hemijski sastav, pokrivenost oblacima i redistribuciju toplote kroz celu atmosferu i izvučemo zaključke o klimi planete – izjavila je Blečić.

WASP-43b ima sličnu veličinu i masu kao Jupiter, ali se značajno razlikuje u svojim planetarnim karakteristikama. Njena matična zvezda, WASP-43A, je mnogo hladnija i crvenija od našeg Sunca i nalazi se oko 86 svetlosnih godina daleko od Zemlje. WASP-43b orbitira veoma blizu svoje zvezde, što rezultira godinom koja traje samo 19,5 sati. Ova blizina uzrokuje da se rotacija planete sinhronizuje sa njenom orbitom, sa jednim licem koje je uvek okrenuto ka zvezdi, slično kao što je plima i oseka kod našeg Meseca. Kao rezultat, jedna polovina planete (dnevna strana) je stalno osvetljena i veoma vruća, dok je druga polovina (noćna strana) stalno u senci i mnogo hladnija.

Tim je otkrio da temperatura na osvetljenoj strani WASP-43b iznosi 1250°C, dok je noćna strana planete, iako stalno u senci, i dalje veoma vruća, 600°C. Ove ekstremne temperature su daleko iznad onoga što bismo očekivali za planetu bez oblaka, sugerišući da je noćna strana prekrivena gustim slojem oblaka koji blokiraju veći deo infracrvenog zračenja koje bi inače bilo primećeno.

- Nedostatak direktne sunčeve svetlosti na noćnoj strani planete uzrokuje značajne temperaturne razlike između dnevne i noćne strane, što izaziva formiranje izuzetno jakih vetrova. - Dok vetrovi na Zemlji nastaju na sličan način zbog varijacija u temperaturi, blizina WASP-43b njenoj matičnoj zvezdi rezultira mnogo ekstremnijim temperaturnim razlikama. Ovo proizvodi vetrove brzine hiljade kilometara na sat, daleko nadmašujući one na Zemlji, što je ključno za distribuciju toplote i oblikovanje opšte klime planete – pojašnjava Ijan Dobs-Dikson.

Pored toga, poređenja temperaturne mape planete sa složenim trodimenzionalnim atmosferskim modelima pokazala su da je ovaj temperaturni kontrast jači nego što se očekivalo za atmosferu bez oblaka. Ovo sugeriše da je noćna strana planete prekrivena gustim slojem oblaka koji blokiraju veći deo infracrvenog zračenja koje bi inače bilo primećeno. Za razliku od vodenih oblaka na Zemlji, oblaci na ovoj izuzetno vrućoj planeti podsećaju na prašinu i sastoje se od stena i minerala.

Iznenađujuće, uprkos ovom gustom sloju oblaka, JTEC-ERS tim je takođe otkrio jasne signale vode na noćnoj strani planete. Ovo im je omogućilo da po prvi put odrede visinu i debljinu oblaka, otkrivajući njihovu neobičnu visinu i gustinu u poređenju sa zemaljskim oblacima. Istraživači su takođe otkrili mešanje gasova izazvano vetrovima, nazvano "hemijska neravnoteža", koje brzo transportuje gas kroz atmosferu planete i rezultira uniformnom hemijom atmosfere.

Ovo fascinantno otkriće pruža dublje razumevanje atmosferskih procesa na egzoplanetama i otvara nove puteve za istraživanje vanzemaljskih svetova. Korišćenje naprednih instrumenata kao što je Džejms Veb teleskop omogućava naučnicima da proučavaju udaljene planete sa neverovatnom preciznošću, otkrivajući tajne koje su do sada bile van našeg domašaja.

(Telegraf Nauka / SciTech Daily)