JWST dostarcza informacji na temat rzadkiego, skrajnie gorącego neptuna LTT 9779 b
Międzynarodowy zespół naukowców wykorzystał Teleskop Webba do zbadania atmosfery LTT 9779 b, rzadkiego skrajnie gorącego neptuna.
 |
| Wizja artystyczna egzoplanety LTT 9779 b. Źródło: Université de Montréal |
Badania oferują nowe spojrzenie na ekstremalne wzorce pogodowe i właściwości atmosferyczne tej fascynującej egzoplanety, LTT 9779 b, która znajduje się na tak zwanej gorącej pustyni neptunowej, kategorii planet, o których wiadomo, że istnieje ich wyjątkowo niewiele. Podczas gdy gigantyczne planety krążące tak bardzo blisko swoich gwiazd macierzystych – często nazywane gorącymi jowiszami – są powszechnie wykrywane przy użyciu obecnych metod poszukiwania egzoplanet, skrajnie gorące neptuny, takie jak LTT 9779 b, pozostają niezwykle rzadkie.
Znalezienie planety tej wielkości tak blisko gwiazdy macierzystej jest jak znalezienie kuli śnieżnej, która nie stopiła się w ogniu – powiedział doktorant Louis-Philippe Coulombe z Instytutu Trottier ds. Badań nad Egzoplanetami (IREx) na Uniwersytecie w Montrealu, który kierował badaniami. To dowód różnorodności układów planetarnych i okno na to, jak planety ewoluują w ekstremalnych warunkach.
Unikalne laboratorium do badania obcej pogody
LTT 9779 b krąży wokół swojej gwiazdy macierzystej w czasie krótszym niż jeden dzień i jest poddawana działaniu palących temperatur, sięgających prawie 2000 oC po stronie dziennej. Planeta jest zablokowana pływowo (podobnie jak ziemski Księżyc), co oznacza, że jedna jej strona jest stale zwrócona w kierunku gwiazdy, podczas gdy druga pozostaje w wiecznej ciemności. Zespół odkrył, że pomimo tak ekstremalnych warunków, strona dzienna planety posiada odblaskowe chmury na chłodniejszej zachodniej półkuli, co tworzy uderzający kontrast z cieplejszą wschodnią stroną. Ta planeta stanowi wyjątkowe laboratorium do zrozumienia, w jaki sposób chmury i transport ciepła oddziałują na siebie w atmosferach silnie napromieniowanych światów – powiedział Coulombe.
Dr Jake Taylor z Uniwersytetu Oksfordzkiego współpracował z Coulombe przy analizie danych. Przeprowadzili wcześniej wstępną analizę atmosferyczną widma planety, której wyniki zostały opublikowane w The Astrophysical Journal Letters w 2024 roku. Nasze pierwotne badania widma transmisyjnego wskazywały na potrzebę chmur na dużych wysokościach, aby wyjaśnić obserwacje; nasze najnowsze badania potwierdziły istnienie tych chmur – wyjaśnił.
Analiza zespołu, przeprowadzona przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba w ramach programu NEAT (NIRISS Exploration of Atmospheric Diversity of Transiting Exoplanets) Guaranteed Time Observation, ujawniła asymetrię w zdolności do odbijania światła po dziennej stronie planet. Zespół zaproponował, że nierównomierny rozkład ciepła i chmur jest napędzany przez silne wiatry, które transportują ciepło wokół planety. Odkrycia te pomagają udoskonalić modele opisujące transport ciepła przez planetę i tworzenie się chmur w atmosferach egzoplanet, pomagając wypełnić lukę między teorią a obserwacjami.
Mapowanie atmosfery skrajnie gorącego neptuna
Zespół naukowców szczegółowo zbadał atmosferę, analizując zarówno ciepło emitowane przez planetę, jak i światło odbijane przez nią od gwiazdy. Aby stworzyć bardziej przejrzysty obraz, obserwowali planetę w wielu pozycjach na jej orbicie i analizowali jej właściwości w każdej fazie z osobna. Odkryli chmury wykonane z materiałów takich jak minerały krzemianowe, które tworzą się po nieco chłodniejszej zachodniej stronie planety. Te odblaskowe chmury pomagają wyjaśnić, dlaczego planeta jest tak jasna w widzialnych długościach fal, odbijając większość światła gwiazdy.
Łącząc to odbite światło z emisją ciepła, zespół był w stanie stworzyć szczegółowy model atmosfery planety. Ich odkrycia ujawniają delikatną równowagę między intensywnym ciepłem z gwiazdy a zdolnością planety do redystrybucji energii. Badania wykryły również parę wodną w atmosferze, dostarczając ważnych wskazówek na temat składu planety i procesów rządzących jej ekstremalnym środowiskiem.
Dzięki szczegółowemu modelowaniu atmosfery LTT 9779 b zaczynamy odkrywać procesy napędzające jej obce wzorce pogodowe – wyjaśnił profesor Björn Benneke, współautor badania i doradca badawczy Coulombe.
Wpływ na naukę o egzoplanetach
Ten rzadki układ planetarny nadal stanowi wyzwanie dla zrozumienia przez naukowców, w jaki sposób planety tworzą się, migrują i przetrwają w obliczu nieubłaganych sił gwiazdowych. Odbijające światło chmury i wysoka metaliczność planety mogą rzucić światło na ewolucję atmosfer w ekstremalnych środowiskach. LTT 9779 b jest niezwykłym laboratorium do badania tych kwestii, oferując wgląd w szersze procesy, które kształtują architekturę układów planetarnych w całej Galaktyce.
Odkrycia te dają nam nowy punkt widzenia na zrozumienie dynamiki atmosferycznej mniejszych gazowych olbrzymów – powiedział Coulombe. To dopiero początek tego, co JWST ujawni na temat tych fascynujących światów. Inne instrumenty są również wykorzystywane do kompleksowego badania tych rzadkich układów planetarnych: Nie zakończyliśmy jeszcze zbierania informacji o tej planecie – podsumował dr Taylor. Obecnie wykorzystujemy obserwacje z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i Bardzo Dużego Teleskopu do bardziej szczegółowego badania struktury chmur po stronie dziennej, aby dowiedzieć się jak najwięcej.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
