Odparowany metal odnaleziony w atmosferze egzoplanety
Międzynarodowy zespół naukowców zbadał atmosferę ultra-gorącej egzoplanety WASP-121b. Znaleźli w niej szereg metali w stanie gazowym. Wyniki te są kolejnym krokiem w poszukiwaniu światów potencjalnie nadających się do zamieszkania.
WASP-121b to egzoplaneta znajdująca się w odległości 850 lat świetlnych od Ziemi, okrążająca swoją gwiazdę macierzystą w czasie krótszym niż dwa ziemskie dni. WASP-121b znajduje się bardzo blisko swojej gwiazdy – około 40 razy bliżej niż Ziemia od Słońca. To bliskie sąsiedztwo jest również głównym powodem jej niezwykle wysokiej temperatury, sięgającej od 2500 do 3000 stopni Celsjusza. To sprawia, że jest idealnym obiektem do nauki o bardzo gorących światach.
Naukowcy pod kierownictwem Jensa Hoeijmakersa, pierwszego autora badania i pracownika naukowego z tytułem doktora w National Center of Competence in Research PlanetS na uniwersytetach w Bernie i Genewie, przeanalizowali dane zebrane przez wysokiej rozdzielczości spektrograf HARPS. Udało im się wykazać, że w atmosferze WASP-121b występuje łącznie co najmniej siedem metali w stanie gazowym.
W atmosferze egzoplanety WASP-121b dzieje się niespodziewanie dużo
WASP-121b od czasu jej odkrycia była intensywnie badana. „Wcześniejsze wyniki wskazywały, że w jej atmosferze dużo się dzieje” – wyjaśnia Jens Hoeijmakers. I to pomimo faktu, że astronomowie założyli, że ultra-gorące planety mają raczej proste atmosfery, ponieważ w takim upale może powstać niewiele złożonych związków chemicznych. W jaki sposób zatem atmosfera WASP-121b osiągnęła tak nieoczekiwaną złożoność?
„Wcześniejsze badania próbowały wyjaśnić tę złożoność teoriami, które wydawały mi się niewiarygodne” – mówi Hoeijmakers. W badaniach podejrzewano, że główną przyczyną złożoności atmosfery w WASP-121b były cząsteczki zawierające stosunkowo rzadki metal – wanad. Według Hoeijmakersa miałoby to sens jednak tylko wtedy, gdyby w atmosferze zabrakło bardziej pospolitego metalu – tytanu. Dlatego Hoeijmakers i jego koledzy postanowili znaleźć inne wyjaśnienie. „Okazało się jednak, że mieli rację. Ku mojemu zdziwieniu w obserwacjach faktycznie znaleźliśmy mocne ślady wanadu” – przyznaje jednoznacznie Hoeijmakers. Równocześnie jednak brakowało tam tytanu, co z kolei potwierdziło przypuszczenia Hoeijmakersa.
Odparowane metale
Jednak zespół dokonał innych, nieoczekiwanych odkryć. Oprócz wanadu, odkryli w atmosferze WASP-121b sześć innych metali: żelazo, chrom, wapń, sód, magnez i nikiel. „Wszystkie metale odparowały w wyniku wysokich temperatur panujących na WASP-121b, gwarantując w ten sposób, że powietrze tej egzoplanety składa się między innymi z odparowanych metali” – wyjaśnił Hoeijmakers.
Nowa era w badaniach egzoplanet
Tak szczegółowe wyniki pozwalają badaczom na przykład wyciągnąć wnioski na temat procesów chemicznych zachodzących na takich planetach. Jest to kluczowa umiejętność na niezbyt odległą przyszłość, kiedy zostaną opracowane większe, bardziej czułe teleskopy i spektrografy. Pozwoli to astronomom na badanie właściwości mniejszych, chłodniejszych planet skalistych podobnych do Ziemi. „Dzięki tym samym technikom, których używamy obecnie, zamiast wykrywać tylko sygnatury żelaza lub wanadu w stanie gazowym, będziemy mogli skupić się na biosygnaturach, oznakach życia, takich jak sygnatura wody, tlenu i metanu” – mówi Hoeijmakers.
Rozległa wiedza o atmosferze WASP-121b nie tylko potwierdza ultra-gorący charakter egzoplanety, ale także podkreśla fakt, że ta dziedzina badań wkracza w nową erę, jak to ujmuje Hoeijmakers: „Po latach katalogowania tego, co tam jest, nie zajmujemy się już tylko pomiarami, ale naprawdę zaczynamy rozumieć, co pokazują nam dane z tych instrumentów. W jaki sposób planety są do siebie podobne i jak się od siebie różnią. W ten sam, być może sposób, w jaki Karol Darwin zaczął rozwijać teorię ewolucji po scharakteryzowaniu niezliczonych gatunków zwierząt, my zaczynamy rozumieć, jak powstały te egzoplanety i jak funkcjonują.”
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
