Korzystanie z Kosmiczny Teleskop Jamesa Webbaastronomowie ujawnili nowe szczegóły atmosferyczne dotyczące WASP-107b, an egzoplaneta znana jako „planeta popcornu” ze względu na swój nadęty charakter.
Ostatnie odkrycia wskazują na zaskakującą asymetrię w atmosferze wschód-zachód, cechę wcześniej niewidzianą, oferującą świeży wgląd w dynamiczne warunki atmosferyczne panujące w tak wyjątkowych ciałach niebieskich.
Nowe niespodzianki z „Popcorn Planet”
Fascynująca „planeta popcornu” powraca w centrum uwagi! Używanie NASAZespół międzynarodowych astronomów za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) odkrył nowe szczegóły atmosferyczne na WASP-107b, egzoplanecie z nadmuchaną atmosferą w wyniku ogrzewania pływowego. Opisana wcześniej przez badaczy jako „planeta popcornu” o niezwykle małej gęstości, WASP-107b po raz kolejny okazała się intrygującym obiektem, ujawniając jeszcze bardziej zaskakujące cechy swojej nadmuchanej i dynamicznej atmosfery.
WASP-107b, gazowy gigant wielkości ok Jupiter ale mając zaledwie jedną dziesiątą swojej masy, od dawna wprawia astronomów w zakłopotanie swoim opuchniętym, nadmuchanym stanem. Teraz zaawansowane obserwacje JWST umożliwiły jeszcze bliższe spojrzenie, ujawniając nieoczekiwaną asymetrię wschód-zachód w atmosferze – co stanowi jeden z pierwszych przypadków zaobserwowania takich szczegółów na egzoplanecie.
Wnioski ze szczegółowej analizy JWST
„Nasze poprzednie ustalenia wykazały, że WASP-107b jest niezwykle nadęty, prawie tak, jakby planeta wyskoczyła jak ziarnko popcornu pod wpływem własnego ciepła” – wyjaśnił współautor Luis Welbanks, stypendysta 51 Pegasi b w Szkole Nauki na Uniwersytecie Stanowym w Arizonie. Eksploracja Ziemi i Kosmosu. „Dzięki JWST uzyskujemy wyraźniejszy obraz tego, co dzieje się w jego atmosferze w trzech wymiarach, i okazuje się, że jest jeszcze więcej do przeżucia!”
Badanie opublikowano 24 września w czasopiśmie Astronomia Przyrodnicza. Kierował nim Matthew Murphy, absolwent Steward Observatory na Uniwersytecie Arizony, przy udziale Welbanksa i profesora nadzwyczajnego Michaela Line’a z Arizona State University.
Nowe odkrycia podkreślają asymetrię atmosfery
Wcześniej w 2024 r. poprzednie badanie prowadzone przez badaczy z ASU ujawniło, że WASP-107b miał znacznie cieplejsze wnętrze i bardziej masywny rdzeń niż wcześniej przypuszczano, dzięki widmu szerokopasmowemu wykazującemu jednoczesne wykrycie substancji zawierających węgiel, tlen, azot i siarkę. cząsteczki. Teraz ponowna analiza obserwacji JWST odkrywa asymetrię atmosferyczną wschód-zachód. Ta cecha sugeruje różnice we właściwościach obu stron egzoplanety.
„Źródło tej asymetrii jest intrygujące. Chociaż nasza wstępna analiza sugeruje, że asymetrie mogą wynikać z tego, że jedna część planety jest bardziej zachmurzona niż druga, może to być również powiązane ze sposobem transportu ciepła przez atmosferę planety” – stwierdził Line. „To tak, jakby jedna strona WASP-107b gotowała się szybciej niż druga!”
Blokowanie pływów i unikalne cechy klimatyczne
WASP-107b jest pływowo zsynchronizowany ze swoją gwiazdą, co oznacza, że jedna strona jest zawsze zwrócona w stronę gwiazdy, wygrzewając się w ciągłym świetle dziennym, podczas gdy druga strona pozostaje w wiecznej ciemności. Ten stan, w połączeniu z niską grawitacją i stanem napompowanym planety, czyni WASP-107b idealnym kandydatem do badania unikalnych procesów zachodzących w atmosferach egzoplanetarnych.
Aby zbadać atmosferę planety, badacze zastosowali technikę zwaną spektroskopią transmisyjną, która polega na analizie światła gwiazd filtrującego atmosferę egzoplanety przechodzącej przed swoją gwiazdą. Wysoka czułość JWST umożliwiła zespołowi wyizolowanie i zbadanie sygnałów ze wschodnich i zachodnich krawędzi atmosfery oddzielnie, co nigdy wcześniej nie zostało osiągnięte przy takim poziomie szczegółowości.
„Wysoka precyzja instrumentów JWST przypomina obserwowanie planet za pomocą szkła powiększającego” – powiedział Welbanks. „Możemy teraz przyjrzeć się konkretnym procesom zachodzącym po obu stronach atmosfery WASP-107b, co daje nam cenny wgląd w to, jak działa klimat w tych ekstremalnych warunkach”.
Wniosek: przyszłe badania i implikacje
Atmosfera WASP-107b, która osiąga temperaturę około 890 stopni Fahrenheitaznajduje się w pośrednim zakresie między planetami naszego Układu Słonecznego a najgorętszymi znanymi egzoplanetami. To sprawia, że jest to ważny cel dla poznania różnorodnych klimatów i dynamiki atmosfery egzoplanet.
„Tradycyjnie nasze techniki obserwacyjne nie sprawdzają się tak dobrze w przypadku planet pośrednich, więc pojawiło się wiele ekscytujących otwartych pytań, na które w końcu możemy zacząć odpowiadać” – powiedział Murphy. „Na przykład niektóre z naszych modeli powiedziały nam, że planeta taka jak WASP-107b w ogóle nie powinna mieć takiej asymetrii – więc już uczymy się czegoś nowego”.
Naukowcy planują teraz przeprowadzić dodatkowe obserwacje, aby głębiej poznać przyczyny tej asymetrii atmosferycznej. Te trwające badania pomogą astronomom ułożyć zagadkę dotyczącą tego, w jaki sposób nadmuchane egzoplanety utrzymują swoją strukturę oraz jak ciepło, wiatr i chemia atmosfery oddziałują na siebie, tworząc unikalne warunki obserwowane na WASP-107b.
Więcej informacji na temat tego odkrycia można znaleźć w artykule Webb odkrywa wyjątkowo napompowaną i asymetryczną egzoplanetę.
Odniesienie: „Dowody na asymetrię kończyn od rana do wieczora na chłodnej egzoplanecie o niskiej gęstości WASP-107 b” autorstwa Matthew M. Murphy’ego, Thomasa G. Beatty’ego, Everetta Schlawina, Taylora J. Bella, Michaela R. Line’a, Thomasa P. Greene, Vivien Parmentier, Emily Rauscher, Luis Welbanks, Jonathan J. Fortney i Marcia Rieke, 24 września 2024 r., Astronomia Przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41550-024-02367-9
