Najnowsze badania prowadzone przez międzynarodowy zespół astronomów pokazują złożone procesy zachodzące w atmosferach egzoplanet. Dzięki danym z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) naukowcy po raz pierwszy zarejestrowali cykl powstawania i zanikania chmur na planecie typu gorący Jowisz - WASP-94A b, oddalonej o niemal 700 lat świetlnych od Ziemi. To odkrycie otwiera zupełnie nowe możliwości w analizie składu i ewolucji atmosfer planet pozasłonecznych. Wyniki tych badań publikuje czasopismo naukowe "Science".
- Po więcej informacji z Polski i ze świata zapraszamy na stronę główną RMF24.pl. Bądź na bieżąco!
WASP-94A b to gazowy olbrzym krążący bardzo blisko swojej gwiazdy macierzystej w konstelacji Mikroskopu. Warunki panujące na tej planecie są skrajnie odmienne od tych, które znamy z Układu Słonecznego, temperatura przekracza tam 1000 stopni Celsjusza, a intensywne promieniowanie gwiazdy sprawia, że atmosfera podlega gwałtownym przemianom.
Nowatorskie obserwacje wykazały, że każdego ranka na WASP-94A b formują się chmury złożone z krzemianu magnezu - minerału powszechnie występującego w ziemskich skałach. Jednak już do wieczora chmury te znikają, pozostawiając niebo planety zupełnie czyste. Ten cykl powstawania i zanikania chmur jest pierwszym tak szczegółowo udokumentowanym zjawiskiem tego typu na egzoplanecie.
Zespół badawczy z Johns Hopkins University, wykorzystując precyzyjne pomiary JWST, analizował atmosferę planety podczas jej przejścia przed tarczą gwiazdy. Dzięki temu udało się oddzielnie zbadać tzw. krawędź poranną (gdy planeta wchodzi na tarczę gwiazdy) oraz krawędź wieczorną (gdy ją opuszcza). Okazało się, że poranki na WASP-94A b są pełne chmur, natomiast wieczory - zupełnie bezchmurne.
Naukowcy rozważają dwa główne mechanizmy odpowiedzialne za ten cykl. Pierwszy zakłada, że potężne wiatry unoszą chmury wysoko na chłodniejszej, nocnej stronie planety, po czym na gorącej stronie dziennej opadają one głęboko w atmosferę, gdzie znikają z pola widzenia. Drugi scenariusz przypomina zjawisko porannej mgły na Ziemi - chmury tworzą się w ciemności, a po dotarciu na rozgrzaną stronę planety, ich składniki chemiczne ulegają odparowaniu, a same chmury znikają.
Dotychczas obecność chmur utrudniała precyzyjne badania atmosfer gorących Jowiszów, ich obecność była porównywana do patrzenia przez zaparowaną szybę. Dzięki nowej metodzie naukowcy po raz pierwszy mogli "odsunąć" chmury na bok i dokładnie przyjrzeć się składowi atmosfery planety.
Analiza czystego, wieczornego nieba wykazała, że WASP-94A b pod względem zawartości tlenu i węgla jest znacznie bardziej podobna do Jowisza niż wcześniej sądzono. Wcześniejsze pomiary sugerowały, że planeta zawiera setki razy więcej tych pierwiastków niż Jowisz, co nie zgadzało się z teoriami powstawania planet. Nowe dane wskazują, że zawartość tlenu i węgla jest zaledwie pięciokrotnie wyższa niż w przypadku Jowisza.
Odkrycie cyklu chmur na WASP-94A b pozwoliło naukowcom spojrzeć na atmosfery egzoplanet z zupełnie nowej perspektywy. Zespół badawczy przeanalizował także osiem innych gorących gazowych olbrzymów i zidentyfikował podobny cykl chmur na dwóch kolejnych planetach: WASP-39 b oraz WASP-17 b. W kolejnych etapach badań planowane są obserwacje jeszcze większej liczby egzoplanet, w tym tych znajdujących się w strefie sprzyjającej powstaniu życia.
Badania prowadzone były przez międzynarodowy zespół naukowców z wielu prestiżowych instytucji, w tym Uniwersytetu w Exeter, Instytutu Maxa Plancka, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics oraz Space Telescope Science Institute.
