Το JWST αποκάλυψε έναν εκπληκτικό ημερήσιο κύκλο νεφών σε έναν μακρινό, καυτό Δία, δίνοντας στους επιστήμονες μια πιο καθαρή εικόνα της ατμόσφαιράς του.
Μια πρόγνωση που αλλάζει γοργά
Στον WASP-94A b, η πρόγνωση αλλάζει γρήγορα. Σύννεφα φτιαγμένα από ορυκτά που σχηματίζουν πετρώματα συγκεντρώνονται στον πρωινό ουρανό του πλανήτη και στη συνέχεια εξαφανίζονται μέχρι το βράδυ καθώς η ατμόσφαιρα σαρώνει σε θερμότερο έδαφος.
Αυτός ο κόσμος είναι ένας καυτός Δίας, ένας γιγάντιος πλανήτης που περιστρέφεται εξαιρετικά κοντά στο άστρο του. Βρίσκεται σχεδόν 700 έτη φωτός από τη Γη στον αστερισμό Μικροσκόπιο, ο WASP-94A b είναι πολύ μακρινός για να απεικονιστεί με καθημερινή λεπτομέρεια. Αντ' αυτού, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb (JWST) για να διαβάσουν ανεπαίσθητες αλλαγές στο φως των αστεριών καθώς ο πλανήτης διέσχιζε μπροστά από το άστρο του.
Το αποτέλεσμα είναι μια από τις πιο καθαρές ανιχνεύσεις μέχρι στιγμής ενός ημερήσιου κύκλου νεφών σε αυτόν τον τύπο εξωπλανήτη. Διαχωρίζοντας τις νεφελώδεις περιοχές από τα πιο καθαρά μέρη της ατμόσφαιρας, η ομάδα μπόρεσε να βελτιώσει την άποψή της για τη χημεία του πλανήτη και να ανατρέψει ένα προηγούμενο αίνιγμα σχετικά με τη σύνθεσή του.
«Παρατηρώ εξωπλανήτες εδώ και 20 χρόνια και η γενική νεφωση ήταν ένα αγκάθι στο πλευρό μας. Γνωρίζουμε εδώ και αρκετό καιρό ότι τα σύννεφα είναι διάχυτα στους πλανήτες του Θερμού Δία, κάτι που είναι ενοχλητικό επειδή είναι σαν να προσπαθείς να κοιτάξεις τον πλανήτη μέσα από ένα ομιχλώδες παράθυρο», δήλωσε ο συν-συγγραφέας και επικεφαλής του προγράμματος, David Sing, διακεκριμένος καθηγητής Γης και Πλανητικών Επιστημών του Bloomberg στο Johns Hopkins. «Όχι μόνο καταφέραμε να καθαρίσουμε την εικόνα, αλλά μπορούμε επιτέλους να εντοπίσουμε από τι αποτελούνται τα σύννεφα και πώς συμπυκνώνονται και εξατμίζονται καθώς κινούνται γύρω από τον πλανήτη».
Το JWST αποκαλύπτει τον ημερήσιο καιρικό κύκλο ενός πλανήτη
Για να διερευνήσουν τον WASP-94A b, ο Sing και οι συνάδελφοί του μελέτησαν τον πλανήτη καθώς περνούσε μπροστά από το άστρο του. Το JWST τους επέτρεψε να μετρήσουν την πρόσθια άκρη του πλανήτη καθώς ξεκινούσε τη διέλευση και την οπίσθια άκρη του καθώς απομακρύνθηκε από την επιφάνεια του αστεριού.
Αυτές οι δύο άκρες αντιπροσωπεύουν διαφορετικές ώρες της ημέρας στον πλανήτη. Στην εμπρόσθια άκρη, ο αέρας κινείται από τη νυχτερινή πλευρά στην ημερήσια, δημιουργώντας πρωινές συνθήκες. Στην πίσω άκρη, ο αέρας κινείται από την ημέρα στη νύχτα, αντιπροσωπεύοντας το βράδυ.
Η αντίθεση ήταν εντυπωσιακή. Τα πρωινά του WASP-94A b είναι γεμάτα με σύννεφα από πυριτικό μαγνήσιο, ένα ορυκτό που σχηματίζει πετρώματα, ενώ τα βράδια του φαίνονται χωρίς σύννεφα.
Η ομάδα βλέπει δύο πιθανές εξηγήσεις. Ισχυροί άνεμοι μπορεί να ωθούν τα σύννεφα ψηλά στην ατμόσφαιρα στην ψυχρότερη πλευρά του πλανήτη και στη συνέχεια να τα οδηγούν προς τα κάτω στην θερμότερη ημερήσια πλευρά, κρύβοντάς τα βαθιά μέσα στον πλανήτη πριν το βράδυ.
Μια άλλη πιθανότητα είναι παρόμοια με την πρωινή ομίχλη που καίγεται στη Γη, αλλά υπό πολύ πιο ακραίες συνθήκες. Τα σύννεφα μπορεί να σχηματίζονται στο σκοτάδι της ημερήσιας πλευράς και στη συνέχεια να εξατμίζονται καθώς εισέρχονται στην ημερήσια πλευρά, όπου οι θερμοκρασίες υπερβαίνουν τους 1.000 βαθμούς.
«Ήταν μια τεράστια έκπληξη. Οι άνθρωποι περίμεναν κάποιες διαφορές, όπως το να είναι πιο δροσερό το πρωί παρά το βράδυ - αυτό είναι κάτι φυσικό που βιώνουμε εδώ στη Γη», είπε ο Sing. «Αλλά αυτό που είδαμε ήταν μια πραγματική διχοτομία μεταξύ του καιρού και στις δύο πλευρές του πλανήτη, και τεράστιες διαφορές στην κάλυψη των νεφών, και αυτό αλλάζει ολόκληρη την εικόνα μας για τον πλανήτη».
Μια πιο καθαρή ματιά στην ατμόσφαιρα
Επειδή η βραδινή πλευρά είναι καθαρή, οι ερευνητές μπόρεσαν να μελετήσουν αυτό το μέρος της ατμόσφαιρας λεπτομερώς, κάτι που το Hubble δεν μπορούσε να κάνει.
«Με το τηλεσκόπιο Hubble, όταν κάναμε αυτό το είδος παρατήρησης, είχαμε μια μέση εικόνα ολόκληρου του πλανήτη με δεδομένα από τα σύννεφα και την ατμόσφαιρα συμπιεσμένα και δυσδιάκριτα», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας Sagnick Mukherjee, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, ο οποίος ήταν φοιτητής στο Johns Hopkins και στο UC Santa Cruz κατά τη στιγμή της έρευνας. «Αυτή η προσέγγιση με το JWST μας επιτρέπει να εντοπίσουμε τις παρατηρήσεις μας, κάτι που μας βοήθησε να δούμε τον κύκλο των νεφών».
Η πιο καθαρή βραδινή θέα έδειξε ότι το WASP-94A b μοιάζει περισσότερο με τον Δία από ό,τι υποδείκνυαν προηγούμενα δεδομένα. Προηγούμενες μετρήσεις, οι οποίες αναμείγνυαν νεφελώδεις και καθαρές περιοχές, έδειξαν ότι ο πλανήτης είχε εκατοντάδες φορές περισσότερο οξυγόνο και άνθρακα από τον Δία. Αυτό ήταν δύσκολο να εξηγηθεί με μοντέλα σχηματισμού πλανητών.
Η νέα ανάλυση δείχνει ότι ο WASP-94A b έχει μόνο περίπου πέντε φορές περισσότερο οξυγόνο και άνθρακα από τον Δία.
Παρόμοιοι Κύκλοι Νεφών Μπορεί να Υπάρχουν Και Αλλού
Οι θερμοί Δίες περιστρέφονται εξαιρετικά κοντά στα αστέρια τους, ακόμη πιο κοντά από ό,τι ο Ερμής περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο. Ως αποτέλεσμα, θερμαίνονται έντονα και εκτίθενται σε ισχυρή ακτινοβολία, γεγονός που τους καθιστά χρήσιμους χώρους για τη μελέτη της ατμοσφαιρικής χημείας και της συμπεριφοράς των νεφών.
Χρησιμοποιώντας τον WASP-94A b ως σημείο αναφοράς, η ομάδα εξέτασε οκτώ άλλους θερμούς αέριους γίγαντες. Βρήκαν τον ίδιο τύπο κύκλου νεφών σε δύο ακόμη πλανήτες, τον WASP-39 b και τον WASP-17 b.
Ο Sing και η ομάδα του θα χρησιμοποιήσουν στη συνέχεια δεδομένα από ένα μεγάλο νέο πρόγραμμα JWST για να εξετάσουν τους κύκλους νεφών σε πολλούς τύπους εξωπλανητών, συμπεριλαμβανομένου ενός εκκεντρικού πλανήτη αερίου γίγαντα στην κατοικήσιμη ζώνη.
www.worldenergynews.gr
