JWST je otkrio da se na egzoplaneti WASP-94A b svako jutro formiraju mineralni oblaci koji do večeri nestaju, otkrivajući jasne razlike između jutarnje i večernje ivice. Jutarnja ivica ima guste aerosole i slabe gasne apsorpcije, dok večernja pokazuje jasan signal vode. Razdvajanje ivica promenilo je procenu hemije planete: umesto stotinama puta većeg sadržaja elemenata, nova procena je oko 5× Jupiter. Studija, objavljena u Science, ukazuje da limb-asimetrija može ozbiljno da iskrivi ranije analize.
JWST Otkriva Kako Mineralni Oblaci Nastaju I Nestaju Na „Vrućem Jupiteru“ WASP-94A b
Artistic representation of WASP-94A b, a gas giant in the Microscopium constellation. Clouds build as air flows over the dark side of the planet, reaching a large swell by daybreak. The clouds dissipate on the dayside, leaving clear skies in the early evening. (CREDIT: Hannah Robbins / Johns Hopkins University)
Egzoplaneta WASP-94A b, tipičan "vrući Jupiter" udaljen skoro 700 svetlosnih godina, pokazala je dnevni ciklus oblaka koji naučnicima daje neviđeno jasan pogled u njenu atmosferu. Svakog jutra na delu planete koji prelazi iz noći u dan formira se pokrivač mineralnih oblaka, dok do večeri ti oblaci nestaju — isparavaju ili se spuštaju u dublje slojeve atmosfere.
Observing geometry, model predictions, and transmission spectra of the morning and evening limbs. (CREDIT: Science)
Kako su to otkrili
Tim istraživača je iskoristio Svemirski teleskop James Webb (JWST) za posmatranje tranzita, kada planeta prolazi ispred svoje zvezde. Merenja su snimljena na početku i na kraju tranzita, što je omogućilo da se jasno razdvoje jutarnja i večernja ivica planete — delovi koji se kreću iz tame u dan i obrnuto.
Transit light curves of WASP-94A b and fitted models. (CREDIT: Science)
Jutro puno oblaka, veče providno
Rezultati su bili iznenađujući i vrlo jasni: jutarnja ivica pokazala je zanemarljive gasne apsorpcione linije i kosu spektralnu nagibu karakterističnu za visoke aerosole ili oblake, dok je večernja ivica otkrila jasne apsorpcione linije vode i vrlo malo aerosola. Na osnovu modeliranja, tim je zaključio da su dominantne čestice mineralni oblaci, a ne fotokemijske izmaglice.
Retrieved temperature and cloud structure of the morning and evening limbs. (CREDIT: Science)
"Opšta oblačnost nam je dugo bila trn u oku... Sada ne samo da smo razbistrili pogled, već možemo i da utvrdimo od čega su ti oblaci i kako se kondenzuju i isparavaju," rekao je David Sing, koautor studije.
Od čega su oblaci i šta se dešava s njima
Modeli upućuju na magnezijum-silikatne oblake koji se kondenzuju na hladnijoj, noćnoj strani i u visovima atmosfere (pritiscima oko ≤ 0,01 milibara). Kako vazduh prelazi u osvetljeni, topliji deo planete, ti oblaci ili isparavaju pod dejstvom toplote ili ih snažni danji vetrovi potiskuju prema dubljim slojevima, čineći veče znatno providnijim (prozirno na pritiscima nižim od ~1 milibara).
Inferred composition of WASP-94A b and the effect of limb asymmetry. (CREDIT: Science)
Fakti i statistika
Retrievdjena temperaturna razlika između jutarnje i večernje ivice iznosi 449 ± 83 kelvina. Signal oblaka na jutru je prijavljen sa značajnošću od 9σ, voda na večeri sa 10σ, a model sa asimetričnim ivicama favorizovan je u odnosu na simetričan model sa 6σ značajnošću. Pored toga, u planetarnom spektru detektovan je i izlaz metastabilnog helijuma na 1,083 μm, što ukazuje na ubrzan gubitak atmosfere.
Promena u proceni hemije planete
Ranija merenja, zasnovana na prosečnim, pomešanim spektarima obe ivice, sugerisala su ekstremno visok odnos kiseonika i ugljenika (stotine puta veći nego kod Jupitera). Razdvajanjem spektra po ivicama, nova analiza pokazuje da je WASP-94A b verovatno oko 5× bogatija kiseonikom i ugljenikom u odnosu na Jupitera. Razlika između limb-resolved i sfernog (blendovanog) pristupa bila je statistički značajna (>4σ), što naglašava koliko asimetrija ivica može da iskrivi procene metalikosti i sastava.
Šira važnost i dalje studije
Autori su proverili još osam vrućih džinova i našli sličan obrazac ciklusa oblaka na dve dodatne planete — WASP-39 b i WASP-17 b — što sugeriše da je ovaj proces možda uobičajen kod jako osvetljenih gasnih džinova. Sing i saradnici planiraju širi program posmatranja JWST-om kako bi proučili cikluse oblaka na većem uzorku egzoplaneta, uključujući i jedan ekscentrični gasni džin u takozvanoj nastanjivoj zoni.
Ovo otkriće nije samo novum u razumevanju vremena na egzoplanetama: ono menja i način na koji interpretiramo hemiju dalekih svetova i pokazuje koliko je važno razdvajati jutarnje i večernje ivice pri analizama atmosferâ.
Rad je objavljen online u časopisu Science. Originalna popularna priča objavljena je u The Brighter Side Of News.
Pomozite nam da budemo bolji.
