Διάστημα: Το τηλεσκόπιο James Webb «αποκρυπτογραφεί» εξωπλανήτη με σύννεφα από λιωμένα πετρώματα

Snapshot

• Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb επέτρεψε την ακριβή μέτρηση της ατμόσφαιρας του εξωπλανήτη WASP
• 94A b, αποκαλύπτοντας σύννεφα από λιωμένα πετρώματα που εξατμίζονται στην ημερήσια πλευρά του πλανήτη.
• Οι πρωινές ώρες στον WASP
• 94A b χαρακτηρίζονται από πυκνά σύννεφα πυριτικού μαγνησίου, ενώ τα βράδια ο ουρανός είναι καθαρός λόγω της εξάτμισης των νεφών από τις υψηλές θερμοκρασίες.
• Νέα δεδομένα ανατρέπουν παλαιότερες θεωρίες, δείχνοντας ότι ο WASP
• 94A b έχει σύσταση παρόμοια με τον Δία και όχι υπερβολική ποσότητα οξυγόνου και άνθρακα όπως είχε πιστευτεί προηγουμένως.
• Η ίδια ατμοσφαιρική δομή εντοπίστηκε και σε άλλους θερμούς γίγαντες αερίων, επιβεβαιώνοντας την κοινότητα αυτού του φαινομένου στον γαλαξία.
• Η έρευνα ανοίγει το δρόμο για συγκρίσεις θερμών γιγάντων σε κατοικήσιμες ζώνες γύρω από τα άστρα τους.

Snapshot powered by AI

Καλώς ορίσατε στον WASP-94A b. Έναν μακρινό κόσμο όπου κάθε πρωί, σύννεφα από λιωμένα πετρώματα εξατμίζονται, θυμίζοντας μια ακραία εκδοχή της πρωινής ομίχλης που καλύπτει τη Νότια Καλιφόρνια στις αρχές του καλοκαιριού. Με την καταλυτική συνδρομή του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb, η ανθρωπότητα συνεχίζει να διευρύνει τις γνώσεις της για τους εξωπλανήτες.

Αυτή τη φορά, επιστημονική ομάδα από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins έθεσε στο μικροσκόπιο τις ατμόσφαιρες αρκετών πλανητών στον αστερισμό του Μικροσκοπίου. Στο επίκεντρο της έρευνας βρέθηκε το άστρο WASP-94A, το οποίο βρίσκεται σε απόσταση 700 ετών φωτός από τη Γη. Γύρω του περιφέρεται ένας γιγάντιος αέριος πλανήτης, σε απόσταση αναπνοής από το μητρικό του άστρο – πολύ πιο κοντά απ' ό,τι ο Ερμής στον δικό μας Ήλιο.

Η «ομίχλη» που εμπόδιζε τους επιστήμονες

Αυτές οι ακραίες συνθήκες δημιούργησαν ένα μοναδικό πλανητικό περιβάλλον, το οποίο ο David Sing, διακεκριμένος καθηγητής Γης και Πλανητικών Επιστημών στο Johns Hopkins, ανυπομονούσε να μελετήσει. Απομονώνοντας τα σύννεφα του πλανήτη, ο Sing και η ομάδα του κατάφεραν να μετρήσουν με πρωτοφανή ακρίβεια την ατμόσφαιρά του, προσφέροντας μια από τις πιο καθαρές εικόνες που έχουμε λάβει μέχρι σήμερα για τη σύσταση ενός εξωπλανήτη.

«Μελετώ τους εξωπλανήτες εδώ και 20 χρόνια και η παρουσία νεφών ήταν πάντα ένα μεγάλο αγκάθι στην έρευνά μας», δήλωσε ο Sing. «Γνωρίζαμε ότι οι "Θερμοί Δίες" καλύπτονται από πυκνά σύννεφα, γεγονός εκνευριστικό, καθώς ήταν σαν να προσπαθούσαμε να παρατηρήσουμε έναν πλανήτη μέσα από ένα θολωμένο παράθυρο. Τώρα, όχι μόνο καθαρίσαμε το πεδίο, αλλά μπορούμε επιτέλους να προσδιορίσουμε από τι αποτελούνται αυτά τα σύννεφα, πώς υγροποιούνται και πώς εξατμίζονται καθώς κινούνται γύρω από τον πλανήτη».

Αν και η ύπαρξή τους είχε προβλεφθεί θεωρητικά προ πολλού, ο πρώτος εξωπλανήτης εντοπίστηκε το 1991. Έκτοτε, η ποικιλομορφία τους αποδεικνύεται εντυπωσιακή. Η επιστήμη έχει καταγράψει πλανήτες σχεδόν τόσο μεγάλους όσο το άστρο τους, άλλους που περιφέρονται γύρω από δύο ήλιους (όπως ο Τατουίν στο Star Wars), πλανήτες με μόνιμη σκοτεινή και φωτεινή πλευρά, έναν με την πυκνότητα ενός ζαχαρωτού, ακόμη και έναν σε σχήμα λεμονιού όπου βρέχει διαμάντια.

Ακραία καιρικά φαινόμενα: Πρωινή ομίχλη από πυριτικό μαγνήσιο

Για να αναλύσουν τον WASP-94A b, οι ερευνητές αξιοποίησαν το James Webb για να καταγράψουν τη διέλευση του πλανήτη μπροστά από το άστρο του. Η ομάδα πραγματοποίησε ξεχωριστές μετρήσεις στην «ανατολική» πλευρά του (καθώς άρχιζε να περνά μπροστά από το άστρο) και στη «δυτική» πλευρά του (καθώς ολοκλήρωνε τη διέλευση). Στην πρώτη περίπτωση, τα ρεύματα αέρα κινούνται από τη νυχτερινή προς την ημερήσια πλευρά (πρωινό), ενώ στη δεύτερη, ο αέρας μεταφέρεται από την καυτή μέρα στη νύχτα (βράδυ).

Οι παρατηρήσεις αποκάλυψαν ότι το πρωί και το βράδυ στον WASP-94A b έχουν εντελώς διαφορετικό καιρό. Τα πρωινά κυριαρχούν πυκνά σύννεφα από πυριτικό μαγνήσιο – ένα κοινό ορυκτό που συναντάται στα πετρώματα της Γης– ενώ τα βράδια ο ουρανός είναι εντελώς καθαρός.

Το φαινόμενο αυτό θυμίζει το «κάψιμο» της πρωινής ομίχλης στη Γη, αλλά σε κολοσσιαία κλίμακα:

• Τα σύννεφα σχηματίζονται στο απόλυτο σκοτάδι της νυχτερινής πλευράς.

• Καθώς μεταφέρονται στην ημερήσια πλευρά, όπου οι θερμοκρασίες ξεπερνούν τους 1.000 βαθμούς Κελσίου, τα χημικά στοιχεία βράζουν και τα σύννεφα κυριολεκτικά εξατμίζονται.

• Μια εναλλακτική θεωρία θέλει τους ισχυρούς ανέμους να σηκώνουν τα σύννεφα ψηλά στην ψυχρή πλευρά και στη συνέχεια να τα παρασύρουν στα βάθη του εσωτερικού του πλανήτη, όταν περνούν στην καυτή πλευρά.

Ανατρέποντας τα παλιά δεδομένα

Επειδή τα βράδια στον πλανήτη είναι καθαρά, οι επιστήμονες μπόρεσαν να μελετήσουν την ατμόσφαιρά του χωρίς εμπόδια – κάτι που ήταν αδύνατο να επιτευχθεί με το παλαιότερο τηλεσκόπιο Hubble, όπως εξήγησε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Sagnick Mukherjee.

Στρέφοντας το τηλεσκόπιο στον καθαρό βραδινό ουρανό, ανακάλυψαν ότι ο WASP-94A b μοιάζει τελικά με τον Δία πολύ περισσότερο απ' ό,τι πίστευαν. Στο παρελθόν, όταν τα δεδομένα των νεφών αναμειγνύονταν στις μετρήσεις, οι επιστήμονες θεωρούσαν λανθασμένα ότι ο πλανήτης διέθετε εκατοντάδες φορές περισσότερο οξυγόνο και άνθρακα από τον Δία – ένα εύρημα που δεν μπορούσε να εξηγηθεί από καμία θεωρία σχηματισμού πλανητών. Τα νέα, καθαρά δεδομένα έδειξαν ότι η περίσσεια αυτών των στοιχείων είναι τελικά ελάχιστη.

Χρησιμοποιώντας τον WASP-94A b ως σημείο αναφοράς, η ομάδα εξέτασε άλλους οκτώ θερμούς γίγαντες αερίων και εντόπισε τον ίδιο ακριβώς κύκλο νεφών σε δύο ακόμη κόσμους: τον WASP-39 b και τον WASP-17 b.

Η έρευνα επιβεβαίωσε δύο βασικές υποθέσεις: ότι η σύσταση που προσομοιάζει στον Δία και ο συγκεκριμένος κύκλος νεφών δεν είναι σπάνια φαινόμενα στον γαλαξία μας. Το επόμενο βήμα για τον καθηγητή Sing είναι να συγκρίνει τους θερμούς γίγαντες αερίων με άλλους αέριους γίγαντες που βρίσκονται στη λεγόμενη «κατοικήσιμη ζώνη» των άστρων τους.

*Με πληροφορίες από goodnewsnetwork

Διαβάστε επίσης