Przełomowe badania atmosfery WASP-121 b teleskopem Jamesa Webba
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) znów w akcji. Tym razem astronomowie z niego korzystający odkryli uderzające różnice między poranną a wieczorną stroną WASP-121 b, czyli ultragorącego gazowego olbrzyma, znajdującego się daleko poza granicami naszego Układu Słonecznego. Dane z JWST pozwoliły szczegółowo przeanalizować, jak światło przechodzi przez atmosferę planety podczas jej tranzytu na tle macierzystej gwiazdy. Analizując zmiany tego światła, naukowcy dowiedzieli się więcej o temperaturach i składzie chemicznym atmosfery.
Obserwacje ujawniły nierównowagę w pochłanianiu promieniowania podczerwonego po obu stronach terminatora planety. Według naukowców ta asymetria wskazuje na znaczne różnice w temperaturze i składzie chemicznym atmosfery między obszarami świtu i zmierzchu.
WASP-121 b pod lupą naukowców
Dane wskazują, że terminator wieczorny pochłania więcej światła gwiazdy niż terminator poranny. Jest to zgodne z istniejącymi teoriami sugerującymi, że silne wiatry przenoszą ciepło z intensywnie rozgrzanej strony dziennej w kierunku chłodniejszej strony nocnej. Gdy wiatry przemieszczają się na wschód wraz z ruchem obrotowym planety, ogrzewają stronę wieczorną. Wyższe temperatury powodują rozszerzanie się atmosfery w tym rejonie, zwiększając pozorny rozmiar planety i umożliwiając jej pochłanianie większej ilości promieniowania.
Zespół badaczy, kierowany przez Cyrila Gappa z Instytutu Maxa Plancka zauważył także silniejszy sygnał tlenku węgla pod koniec tranzytu. Wynika on prawdopodobnie ze zmian temperatury, a nie z faktycznego wzrostu stężenia CO. Pomiary ujawniły jednak rzeczywisty spadek liczby cząsteczek wody w atmosferze. Górne warstwy nagrzewają się na tyle, że cząsteczki H2O rozpadają się na składniki.
Piekielne temperatury na WAPS-121 b
WASP-121 b stanowi jeden z najbardziej ekstremalnych przykładów gazowej planety, której jedna strona jest stale zwrócona w stronę gwiazdy i panuje na niej dzień, podczas gdy strona przeciwna pozostaje w wiecznej ciemności.
- WASP-121 b jest szczególnie ekstremalna, ze średnią temperaturą po stronie dziennej wynoszącą około 2500 stopni Celsjusza, podczas gdy po stronie nocnej bliżej około 725 stopni - wyjaśnia współautor Tom Evans-Soma z Uniwersytetu w Newcastle w Australii.
Można było to zauważyć dzięki analizie światła rozdzielonego na długości fal. Ta planeta obraca się o około 30 stopni, co jest wystarczające, aby z niezwykłą precyzją rozróżnić terminatory poranne i wieczorne. Rozbieżności w wynikach badań skłoniły badaczy do podejrzeń, że na powierzchni WASP-121 b mogą znajdować się chmury zbudowane z minerałów, takich jak krzemiany, które blokowałyby emisję podczerwoną z niższych warstw atmosfery.
Badacze odkryli już inne ultragorące gazowe olbrzymy, które mają odpowiednie temperatury i tempo obrotu, co pozwoli na wykonanie podobnych analiz. Korzystając z tej samej techniki przy obserwacji większej liczby planet, astronomowie chcą zbudować szerszą próbę badawczą, by sprawdzić, jak atmosfery ewoluują w zależności od długości geograficznej i czy u tych ekstremalnych planet występują powtarzające się schematy.
Badania opublikowano w czasopiśmie Nature Astronomy.
