Οι αστρονόμοι βρίσκουν έναν πλανήτη σαν τον Δία, αλλά δεν έχει σύννεφα

Μπορείτε να φανταστείτε τον Δία χωρίς παρατηρήσιμα σύννεφα ή ομίχλη; Αυτό δεν είναι εύκολο, καθώς οι γεωγραφικές ζώνες σύννεφων του Δία και το μεγάλο κόκκινο σημείο είναι εικονικά οπτικά χαρακτηριστικά του ηλιακού μας συστήματος. Αυτά τα χαρακτηριστικά προκαλούνται από την αύξηση και την πτώση του αερίου, κυρίως από την αμμωνία. Μετά τους δακτυλίους του Κρόνου, οι θολές μορφές του Δία είναι πιθανώς το πιο αναγνωρίσιμο χαρακτηριστικό του ηλιακού συστήματος.

Τώρα οι αστρονόμοι με το Κέντρο Αστροφυσικής | Το Harvard & Smithsonian (CfA) βρήκε έναν πλανήτη παρόμοιο σε μάζα με τον Δία, αλλά με μια ατμόσφαιρα χωρίς σύννεφα.

Αυτοί οι πλανήτες είναι σπάνιοι και οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι μόνο περίπου το 7% των εξωπλανητών είναι έτσι. Η ανακάλυψη επιτρέπει στους επιστήμονες να μελετήσουν πώς σχηματίζονται. Χωρίς σύννεφα στο δρόμο, περιμένει μια πιο καθαρή θέα.

Η ομάδα των αστρονόμων πίσω από αυτήν την ανακάλυψη δημοσίευσε τα αποτελέσματά τους στο The Astrophysical Journal Letters. Ο τίτλος είναι “Αποδεικτικά στοιχεία για καθαρή ατμόσφαιρα για το WASP-62b: Ο μοναδικός αέρας γίγαντας στη διέλευση γνωστός στην περιοχή συνεχούς προβολής JWST. Ο κύριος συγγραφέας της μελέτης είναι ο μεταπτυχιακός φοιτητής της CfA, Munazza Alam.

Το WASP-62b είναι ο κοντινότερος πλανήτης με το WASP-62, ένα βασικό αστέρι ακολουθίας σχεδόν 600 έτη φωτός από τη Γη. Το 62b είναι ο μόνος πλανήτης στο σύστημα. Είναι σχεδόν το ήμισυ του τεράστιου μεγέθους του Δία και σε τροχιά γύρω από το WASP-62 σε περίπου 4,5 ημέρες. Είναι περίπου 1,4 φορές το μέγεθος του Δία. Εμπίπτει στην κατηγορία των καυτών Δία, με μέση θερμοκρασία περίπου 1330 K (1057 C, 1934 F.)

Μπορείτε να φανταστείτε τον Δία χωρίς σύννεφα; Δεν μπορούμε ούτε. Πιστωτική εικόνα: Hubble / NASA / ESA

Οι ιδιότητες θερμοκρασίας, μεγέθους και πυκνότητας του πλανήτη δεν είναι ασυνήθιστες. Αυτό που είναι σπάνιο είναι η απουσία σύννεφων από την ατμόσφαιρά του. Και η ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τον κύριο συγγραφέα Alam. Σε μια δελτίο τύπουΟ Alam είπε: «Για τη διατριβή μου, δούλεψα τον χαρακτηρισμό των εξωπλανητών. Παίρνω ανακαλυμμένους πλανήτες και τους ακολουθώ για να χαρακτηρίσω την ατμόσφαιρα τους.

READ  Δείτε τις εντυπωσιακές νικηφόρες φωτογραφίες

Το όνομα WASP προέρχεται Ευρεία αναζήτηση πλανητών (WASP) Νότος. Ο πλανήτης ήταν ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 2012 και ήταν ένας από τους επτά καυτούς Δία που βρέθηκαν ταυτόχρονα.

Το WASP-62b ανακαλύφθηκε με το WASP, αλλά ο Alam και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν το Hubble για να το μελετήσουν πιο προσεκτικά. «Παραδέχομαι ότι στην αρχή δεν ήμουν πολύ ενθουσιασμένος για αυτόν τον πλανήτη», είπε ο Alam. “Αλλά μόλις άρχισα να ρίξω μια ματιά στα δεδομένα, ενθουσιάστηκα.”

Χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία, παρατήρησαν προσεκτικά το πέρασμα του πλανήτη πέρα ​​από το αστέρι του σε τρεις περιπτώσεις, αναζητώντας κάλιο και νάτριο. Καθώς το φως του αστεριού πέρασε από την ατμόσφαιρα του πλανήτη, αναγνώρισαν την πλήρη φασματοσκοπική υπογραφή για νάτριο, αλλά όχι κάλιο. Η υπογραφή νατρίου τους είπε ότι η ατμόσφαιρα ήταν καθαρή.

«Είναι απόδειξη για το κάπνισμα ότι βλέπουμε μια καθαρή ατμόσφαιρα», είπε ο Alam.

Ένα στιγμιότυπο οθόνης του WASP-62b της NASA Μάτια σε εξωπλανήτες δικτυακός τόπος. Πιστωτική εικόνα: NASA

Σε μια ανταλλαγή email με το Universe Today, ο Alam εξήγησε τα φασματοσκοπικά αποτελέσματα της ομάδας και τη σημασία τους.

Η έμφαση στο κάλιο και το νάτριο βασίζεται σε διάφορους παράγοντες. Πρώτα απ ‘όλα, τα φάσματα τους είναι εύκολα παρατηρήσιμα σε οπτικό φως. “Το νάτριο και το κάλιο είναι δύο είδη που παρατηρούνται εύκολα σε παρατηρήσεις της ατμόσφαιρας εξωπλανητών που λαμβάνονται σε οπτικά μήκη κύματος και η παρουσία ή η απουσία τους μπορεί να μας βοηθήσει να συμπεράνουμε αν υπάρχουν σύννεφα.” Ή ομίχλη στην ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη “, δήλωσε ο Alam. .

Το νάτριο και το κάλιο παίζουν επίσης ρόλο στην ατμόσφαιρα των εξωπλανητών, αν και οι λεπτομέρειες είναι ασαφείς. “Το νάτριο και το κάλιο είναι δύο στοιχεία που παίζουν έναν ενδιαφέρον – αλλά όχι καλά κατανοητό – ρόλο στην ατμοσφαιρική φυσική και στη χημεία των εξωπλανητών”, εξήγησε ο Alam. Ανέφερε επίσης ότι το νάτριο ήταν το πρώτο χαρακτηριστικό απορρόφησης που εντοπίστηκε στην ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη.

READ  Καιρός: Η ISS ανιχνεύει μπλε "πίδακες" αστραπής που τραβάει θυελλώδη σύννεφα προς τα πάνω

Η ανίχνευση της πλήρους φασματοσκοπικής υπογραφής νατρίου λέει στους αστρονόμους ότι η ατμόσφαιρα είναι καθαρή, παρόλο που δεν υπάρχει τρόπος να δούμε την ατμόσφαιρα. “Σύννεφα στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη θα καλύψουν ή θα κρύψουν μέρη της γραμμής απορρόφησης”, εξήγησε ο Alam. Ελλείψει νεφών, μπορούμε να λύσουμε την πλήρη υπογραφή νατρίου – η οποία έχει σχήμα σκηνής με κορυφή στην καρδιά της λειτουργίας απορρόφησης και φαρδιά φτερά. Για τις παρατηρήσεις μας για το WASP-62b, αυτή είναι η δεύτερη φορά που παρατηρήσαμε την πλήρη λειτουργία νατρίου (δηλαδή με τα γραμμικά φτερά του) σε έναν εξωπλανήτη και την πρώτη φορά που το κάναμε από το διάστημα.

Αυτό το σχήμα της μελέτης δείχνει δεδομένα από το φασματογράφο απεικόνισης διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble για το WASP-62b και τον μοναδικό άλλο γνωστό εξωπλανήτη με καθαρή ατμόσφαιρα, το WASP-96b.  Οι δύο εξωπλανήτες δείχνουν το "... τα εξέχοντα φτερά διευρύνθηκαν από την πίεση των γραμμών ΝΑ στα 0,59;  κύριος." Βλέποντας το φάσμα νατρίου με φτερά δείχνει ότι και οι δύο πλανήτες έχουν καθαρή ατμόσφαιρα.  Το WASP-96b δείχνει επίσης την παρουσία λιθίου και καλίου.  Πιστωτική εικόνα: Alam et al, 2021.
Αυτό το σχήμα της μελέτης δείχνει δεδομένα από το φασματογράφο απεικόνισης διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble για το WASP-62b και τον μοναδικό άλλο γνωστό εξωπλανήτη με καθαρή ατμόσφαιρα, το WASP-96b. Οι δύο εξωπλανήτες δείχνουν τα «… εξέχοντα φτερά που μεγεθύνονται από την πίεση των γραμμών ΝΑ στα 0,59 ;κύριος. Βλέποντας το φάσμα νατρίου με φτερά δείχνει ότι και οι δύο πλανήτες έχουν καθαρή ατμόσφαιρα. Το WASP-96b δείχνει επίσης την παρουσία λιθίου και καλίου. Πιστωτική εικόνα: Alam et al, 2021.

Όμως, η πλήρης υπογραφή νατρίου κάνει περισσότερα από ό, τι μας λέει ότι η ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη δεν περιέχει σύννεφα. Μπορεί να σας βοηθήσει να εξηγήσετε πόσο νάτριο υπάρχει και ποια άλλα στοιχεία υπάρχουν στην ατμόσφαιρα.

“Αυτό δεν μας λέει μόνο ότι η ατμόσφαιρα είναι καθαρή, αλλά μπορεί επίσης να μας βοηθήσει να περιορίσουμε πραγματικά ακριβείς ποσότητες νατρίου – καθώς και άλλα στοιχεία που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα του πλανήτη”, δήλωσε ο Alam. “Αυτές οι αφθονίες είναι χρήσιμες για τη μέτρηση βασικών ποσοτήτων που μπορούν να μας βοηθήσουν να εντοπίσουμε την προέλευση και την εξέλιξη αυτού του πλανήτη.”

Είναι σαφές ότι κάτι διαφορετικό συμβαίνει όταν σχηματίζεται ένας πλανήτης χωρίς σύννεφα. Δεδομένου ότι υπάρχουν τόσο λίγοι, οι αστρονόμοι μόλις αρχίζουν τη μελέτη τους. Ο μόνος άλλος εξωπλανήτης χωρίς σύννεφα που γνωρίζουμε είναι ο καυτός Κρόνος που ονομάζεται WASP-96b, βρέθηκε το 2018.

Εναπόκειται στο Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb να ρίξει μια πιο προσεκτική ματιά στην ατμόσφαιρα αυτού του εξωπλανήτη. Και ο καθαρός ουρανός του κάνει την προοπτική ακόμα πιο συναρπαστική. Οι προηγμένες δυνατότητες παρατήρησης του Webb σημαίνουν ότι πρέπει να είναι σε θέση να εντοπίζει ακόμη περισσότερα χημικά συστατικά στην ατμόσφαιρα του WASP-62b.

READ  Εκατοντάδες μυστηριώδη σκέλη ανακαλύφθηκαν στην καρδιά του Γαλαξία

“Κατά την προετοιμασία για το JWST, ο προσδιορισμός στόχων χωρίς σύννεφο / ομίχλη είναι σημαντικός για την κινητοποίηση των κοινοτικών προσπαθειών για την παρατήρηση των καλύτερων πλανητών για λεπτομερή ατμοσφαιρική παρακολούθηση.”

Από το “Clear Atmosphere Evidence for WASP-62b: The Only Gasous Giant in Transit – Γνωστό στην περιοχή συνεχούς προβολής JWST.”

Λόγω του προσανατολισμού και της θέσης του JWST στο διάστημα, θα έχει δύο μικρές περιοχές συνεχούς προβολής (CVZ). Επικεντρώνονται σε κάθε πόλο της εκλειπτικής. Η τύχη χαμογελά στον Alam και σε άλλους επιστήμονες σε εξωπλανήτες, επειδή το WASP-62b βρίσκεται σε ένα από τα CVZ του Webb.

Το οπτικό πεδίο του James Webb περιέχει δύο περιοχές συνεχούς προβολής, που υποδεικνύονται από οβάλ στην εικόνα.  Το υπόλοιπο οπτικό πεδίο της JWST σαρώνει τον ουρανό με την πάροδο του χρόνου.  Ευτυχώς, το WASP-62b βρίσκεται σε ένα από τα CVZ της JWST.  Πιστωτική εικόνα: NASA / JWST
Το πεδίο προβολής του James Webb περιέχει δύο περιοχές συνεχούς προβολής, που υποδεικνύονται από οβάλ στην εικόνα. Το υπόλοιπο οπτικό πεδίο της JWST σαρώνει τον ουρανό με την πάροδο του χρόνου. Ευτυχώς, το WASP-62b βρίσκεται σε ένα από τα CVZ της JWST. Πιστωτική εικόνα: NASA / JWST.

Η ομάδα των ερευνητών προέβλεψε ακόμη και τι μπορεί να βρει η JWST στην ατμόσφαιρα των 62b. Στην εργασία τους, γράφουν: «Προβλέπουμε ότι οι παρατηρήσεις του JWST του WASP-62b, στο πλαίσιο του προγράμματος ERS, μπορούν να ανιχνεύσουν οριστικά το Na (12.1;), Η2Ο (35.6;), FeH (22,5;), SiH (6.3;ΝΗ3 (11.1;), CO (8.1;), CO2 (9.7;) και CH4 (3.6;). Λένε επίσης ότι το JWST μπορεί να προσφέρει ακριβείς περιορισμούς στην αφθονία χημικών στην ατμόσφαιρα.

Ως μέρος της δουλειάς τους, και για να βοηθήσει στην επιβεβαίωση παρακολούθησης με το Webb, η ομάδα προέβλεψε τι μπορεί να βρει το Webb.  Πιστωτική εικόνα: Alam et al, 2021.
Ως μέρος της δουλειάς τους, και για να βοηθήσει στην επιβεβαίωση παρακολούθησης με το Webb, η ομάδα προέβλεψε τι μπορεί να βρει το Webb. Πιστωτική εικόνα: Alam et al, 2021.

Στο συμπέρασμά τους, οι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι θα παρακολουθήσουν τις παρατηρήσεις του WASP-62b με το JWST.

«Κατά την προετοιμασία για το JWST, ο εντοπισμός στόχων χωρίς σύννεφο / ομίχλης είναι σημαντικός για την κινητοποίηση των κοινοτικών προσπαθειών για την παρατήρηση των καλύτερων πλανητών για λεπτομερή ατμοσφαιρική παρακολούθηση. Αν και από τότε έχουν προταθεί εναλλακτικοί στόχοι, το WASP-62 είναι το μόνο αστέρι στο JWST CVZ με έναν γνωστό γιγαντιαίο πλανήτη διέλευσης που είναι αρκετά φωτεινός για υψηλής ποιότητας ατμοσφαιρικό χαρακτηρισμό μέσω φασματοσκοπίας διέλευσης.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb αναμένεται να κυκλοφορήσει στα τέλη Οκτωβρίου 2021.

Περισσότερο:

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.