Dowody na obecność wody w atmosferze skrajnie gorącego gazowego olbrzyma
Wykorzystując obserwacje z JWST, międzynarodowy zespół naukowców zidentyfikował parę wodną w atmosferze WASP-18 b, masywnej egzoplanety, tzw. gorącego jowisza, o temperaturze 2700 stopni Celsjusza. Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.
Artystyczne odwzorowanie powierzchni planety WASP-18 b.
Źródło: Keith Miller (Caltech/IPAC)
Egzoplaneta WASP-18 b znajduje się około 400 lat świetlnych od Ziemi, jest 10 razy masywniejsza od Jowisza i ma okres orbitalny krótszy niż jeden ziemski dzień. Jej ekstremalna bliskość do gwiazdy, względna bliskość od Ziemi i duża masa sprawiły, że stała się intrygującym celem dla naukowców od czasu jej odkrycia w 2009 roku. Teraz, dzięki obserwacjom przeprowadzonym przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, udało się stworzyć najbardziej szczegółową jak dotąd mapę gorącego gazowego olbrzyma.
W celu zbadania WASP-18 b, zespół zmapował jej temperaturę (jasność), wykrywając wtórne zaćmienie, czyli moment, w którym planeta wsuwa się za swoją gwiazdę i pojawia ponownie, oraz zbadał różnice termiczne na dziennej półkuli planety, stronie, która zawsze jest zwrócona w kierunku gwiazdy.
Mapowanie JWST pokazuje ogromną zmianę temperatury – do 1000 stopni – od najgorętszego punktu naprzeciwko gwiazdy do tak zwanego terminatora, czyli linii przejściowej między oświetlonymi i zacienionymi częściami planety, które są w ciągłym zmierzchu.
Biorąc pod uwagę, o ile chłodniejsza jest planeta na terminatorze, zespół naukowy podejrzewa, że silne pole magnetyczne uniemożliwia wiatrom skuteczną redystrybucję ciepła na nocną stronę. W związku z tym wiatry wieją od równika planety w kierunku biegunów północnego i południowego, a nie ze wschodu na zachód, jak można by się spodziewać.
Subtelna (i precyzyjna) sygnatura wody
Badanie, które również zarejestrowało różne zmiany temperatury na różnych wysokościach warstw atmosfery gazowego olbrzyma, zmierzyło cechy wody na różnych wysokościach w jej widmie, mimo że temperatury wynoszą prawie 2700 oC, a tak ekstremalne ciepło rozerwałoby większość cząsteczek wody. Zdolność do wykrycia tak niewielkich ilości tych cząsteczek świadczy o niezwykłej czułości JWST.
To było wspaniałe uczucie spojrzeć po raz pierwszy na widmo WASP-18 b uzyskane dzięki JWST i zobaczyć subtelną, ale precyzyjnie zmierzoną sygnaturę wody – powiedział Louis-Philippe Coulombe, doktorant na Uniwersytecie w Montrealu i główny autor artykułu. Korzystając z takich pomiarów, będziemy w stanie wykryć takie cząsteczki dla szerokiej gamy planet w nadchodzących latach!
Jak powiedział Enric Pallé, badacz z IAC i współautor badania: Analizując widmo WASP-18 b, dowiadujemy się nie tylko o różnych cząsteczkach, które można znaleźć w jej atmosferze, ale także o sposobie jej formowania. Z naszych obserwacji wynika, że skład WASP-18 b jest bardzo podobny do składu jej gwiazdy, co oznacza, że najprawdopodobniej powstała ona z resztek gazu, który był obecny tuż po narodzinach gwiazdy.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
