Fale upałów na Ziemi mogą być dla niektórych nieprzyjemne, a nawet niebezpieczne, ale nasza planeta nie ma nic wspólnego z ekstremalnie gorącym światem WASP-76.
Astronomowie przyjrzeli się dokładniej egzoplanecie, w której temperatury sięgają około 4350 stopni Fahrenheita (2400 stopni Celsjusza), wystarczająco gorąco, aby odparować żelazo. W trakcie tego procesu zespół zidentyfikował 11 pierwiastków chemicznych w atmosferze planety i zmierzył ich obfitość.
Godne uwagi jest to, że niektóre pierwiastki skałotwórcze odkryte na tej odległej planecie nie zostały jeszcze zmierzone w gazowych olbrzymach Układu Słonecznego, Saturnie i Jowiszu.
„Bardzo rzadko zdarza się, że egzoplaneta odległa o setki lat świetlnych może nas nauczyć czegoś, czego prawdopodobnie nie możemy wiedzieć o naszym Układzie Słonecznym”, kierownik zespołu i University of Montreal Trottier Institute for Exoplanet Research doktorat Stephena Pelletiera — powiedział w oświadczeniu. „Tak jest w przypadku tego badania”.
Powiązany: Odkryj 4 nieuchwytne małe egzoplanety Neptuna w kosmicznej grze w chowanego
Położona około 634 lat świetlnych stąd, w gwiazdozbiorze Ryb, dziwna planeta WASP-76 b uzyskuje swoje niesamowite temperatury z bliskiej odległości od swojej macierzystej gwiazdy. Sklasyfikowana jako „przegrzany Jowisz”, masywna planeta znaleziona niewiarygodnie blisko swojej gwiazdy, egzoplaneta znajduje się około tuzina odległości od swojej gwiazdy, WASP-76, od Merkurego do Słońca.
Daje to WASP-76 b, który okrąża swoją gwiazdę w 1,8 dnia ziemskiego, kilka innych niezwykłych właściwości. Chociaż planeta zawiera około 85% masy Jowisza, jest około dwa razy szersza od gazowego olbrzyma Układu Słonecznego i około sześć razy większa. Jest to wynikiem intensywnego promieniowania z jego gwiazdy „dymącej” planetę.
WASP-76 b był przedmiotem intensywnych badań, odkąd został znaleziony jako część Program szerokokątnego poszukiwania planet (WASP) w 2013 r. Doprowadziło to do klasyfikacji kilku pierwiastków w jego atmosferze. Najbardziej godne uwagi było odkrycie z 2020 r., Że żelazo wyparowało po tej stronie planety, która jest zablokowana przez pływy i nieustannie zwrócona w stronę uderzeń swojej gwiazdy na stosunkowo chłodniejszą „nocną stronę”, która jest zawsze zwrócona w stronę kosmosu i skondensowała się, spadając jako żelazny deszcz.
Zachęcony poprzednimi badaniami WASP-76 b, Pelletier został zainspirowany do uzyskania nowych obserwacji WASP-76 b przy użyciu spektrometru optycznego o wysokiej rozdzielczości MAROON-X na 8-metrowym teleskopie Gemini North na Hawajach, będącym częścią Międzynarodowego Obserwatorium. Umożliwiło to zespołowi zbadanie formowania się przegrzanego Jowisza z niespotykaną dotąd szczegółowością.
Ze względu na imponujące temperatury WASP-76 b pierwiastki, które normalnie byłyby skałami na planetach typu ziemskiego, takich jak magnez i żelazo, odparowują i odparowują w górnych warstwach atmosfery planety w postaci gazów.
Oznacza to, że badanie tego świata może dać astronomom niezrównany wgląd w obecność i obfitość pierwiastków tworzących skały w atmosferach gigantycznych planet. Nie jest to możliwe w przypadku chłodniejszych planet olbrzymów, takich jak Jowisz, ponieważ pierwiastki te znajdują się nisko w atmosferze, co uniemożliwia ich wykrycie.
Podczas poszukiwań WASP-76 b Pelletier i jego współpracownicy odkryli, że obfitość pierwiastków, takich jak mangan, chrom, magnez, wanad, bar i wapń, ściśle odpowiada nie tylko obfitości tych pierwiastków w odpowiednich gwiazdach, ale także ich ilościom. . Znaleziony w słońcu.
Widoczna początkowa obfitość nie jest przypadkowa. Jest wynikiem przetwarzania wodoru i helu przez kolejne generacje gwiazd na przestrzeni miliardów lat. Gwiazda tworzy cięższe pierwiastki, dopóki nie wyczerpie paliwa do syntezy jądrowej i nie ginie w wybuchu supernowej. Ta eksplozja uwalnia te pierwiastki do wszechświata, które stają się budulcem kolejnych gwiazd, a pozostała materia otacza te młode gwiazdy jako dyski protoplanetarne, które, jak sama nazwa wskazuje, mogą rodzić planety. Oznacza to, że gwiazdy w podobnym wieku mają podobny skład i taką samą obfitość pierwiastków cięższych niż wodór i hel, które astronomowie nazywają „metalami”.
Ponieważ planety typu ziemskiego, takie jak nasza, powstają w wyniku bardziej złożonych procesów, mają inną obfitość ciężkich pierwiastków niż ich gwiazdy. Fakt, że to nowe badanie pokazuje, że WASP-76 b ma podobny skład do swojej gwiazdy, oznacza, że jego skład jest również podobny do protoplanetarnego dysku materii, który zapadł się podczas jego narodzin. I może to być prawdą w przypadku wszystkich gigantycznych planet.
Jednak nie wszystko, co zostało odkryte na temat powstawania WASP-76 b, było tak przewidywalne. Zespół odkrył, że niektóre pierwiastki w atmosferze Wasp-76 b wydają się być „wyczerpane”.
„Pierwiastki, których wydaje się brakować w atmosferze WASP-76 b, to właśnie te, które wymagają wyższych temperatur do odparowania, takie jak tytan i aluminium” – powiedział Pelletier. „Tymczasem te, które spełniły nasze oczekiwania, takie jak mangan, wanad i wapń, odparowują w nieco niższych temperaturach”.
Zespół zinterpretował to zubożenie jako wskazówkę, że skład górnej atmosfery gazowego olbrzyma jest wrażliwy na temperaturę. W zależności od temperatury, w której pierwiastek skrapla się, będzie obecny jako gaz w górnych warstwach atmosfery lub zostanie utracony, gdy skondensuje się w ciecz i opadnie do niższych warstw. Z dolnej części atmosfery pierwiastek nie może absorbować światła, przez co w obserwacjach brakuje jego „odcisku palca”.
„Jeśli to odkrycie zostanie potwierdzone, oznacza to, że dwie gigantyczne egzoplanety, które mają bardzo różne temperatury, mogą mieć dwie zupełnie różne atmosfery” – wyjaśnił Pelletier. „Rodzaj miski z wodą, jedną o temperaturze -1 ° C zamrożoną, drugą płynną o temperaturze +1 ° C. Na przykład wapń zaobserwowano na WASP-76 b, ale może nie działać na nieco chłodniejszej planecie.”
Zespół dokonał kolejnego ważnego odkrycia dotyczącego atmosfery WASP-76 b; Zawiera związek chemiczny zwany tlenkiem wanadu. Po raz pierwszy związek ten został zaobserwowany w atmosferze planety poza Układem Słonecznym. To odkrycie będzie bardzo interesujące dla astronomów, ponieważ tlenek wanadu może mieć znaczący wpływ na gorące olbrzymy.
„Ta cząsteczka odgrywa podobną rolę jak ozon w ziemskiej atmosferze: jest bardzo skuteczna w ogrzewaniu górnych warstw atmosfery” – wyjaśnił Pelletier. „To powoduje, że temperatury rosną w funkcji wysokości, a nie spadają, jak to jest typowe na chłodniejszych planetach”.
Zespół odkrył również większą niż oczekiwano obfitość niklu wokół WASP-76 b, co może oznaczać, że w pewnym momencie swojej historii gazowy olbrzym połknął mniejszy, podobny do Merkurego ziemski świat, który był bogaty w pierwiastek.
Astronomowie stojący za tymi odkryciami będą nadal badać tę egzoplanetę i inne podobne światy, próbując odkryć, w jaki sposób temperatury wpływają na skład ich atmosfer. Gdy to robią, zespół powiedział, że ma nadzieję, że niektóre z rzeczy, których się nauczą, będą mogły być zastosowane do planet olbrzymów bliżej domu.
Badania opisano w artykule naukowym opublikowanym w środę (14 czerwca) w czasopiśmie Natura.
„Miłośnik piwa. Subtelnie czarujący pionier w dziedzinie bekonu. Myśliciel. Fan podróży. Skłonny do napadów apatii.