Naslovnica SCI-TECH Astronomi otkrivaju oblake na egzoplaneti, pa čak i mjere njihovu visinu

Astronomi otkrivaju oblake na egzoplaneti, pa čak i mjere njihovu visinu

58
0

Potraga za planetama izvan našeg Sunčevog sistema izuzetno je porasla u posljednjih nekoliko decenija. Do sada je u 3.353 sistema potvrđena 4.521 ekstrasolarna planeta, a dodatni 7.761 kandidat čeka potvrdu. S toliko udaljenih svjetova dostupnih za proučavanje (i poboljšanih instrumenata i metoda), proces egzoplanetnih studija polako se premještao od otkrića prema karakterizaciji.

Na primjer, tim međunarodnih naučnika nedavno je pokazao kako im je kombinovanje podataka iz više opservatorija omogućilo da otkriju strukturu i sastav gornje atmosfere egzoplanete. U pitanju je egzoplanet WASP-127b, “vrući Saturn” koji kruži oko zvijezde nalik Suncu koja se nalazi udaljena oko 525 svjetlosnih godina. Ovi nalazi pokazuju kako će astronomi okarakterizirati atmosfere egzoplaneta i utvrditi jesu li pogodni za život kakvog poznajemo.

Istraživački rad koji opisuje njihove nalaze objavljen je u izdanju časopisa za decembar 2020 Astronomija i astrofizika. To je također bila tema prezentacije održane na nedavnom naučnom kongresu Europlanet (EPSC) 2021, virtualnoj konferenciji od 13. septembrath do 24th, 2021. Tokom prezentacije, vodeći autor, dr. Romain Allart pokazao je kako je kombinovanjem podataka sa svemirskih i zemaljskih teleskopa detektovano oblake u gornjoj atmosferi WASP-127b i izmjerene njihove nadmorske visine s neviđenom preciznošću.

Neki od elemenata koji WASP-127b čine jedinstvenim, u poređenju sa planetama našeg Sunčevog sistema. Zasluge: David Ehrenreich/Université de Genève, Romain Allart/Université de Montréal.

Kao i mnogi do sada otkriveni egzoplaneti, WASP-127b je plinski div koji kruži vrlo blizu svoje matične zvijezde i ima vrlo kratak orbitalni period-potrebno je manje od četiri dana da se završi jedna orbita. Planeta je stara 10 milijardi godina, što je dvostruko duže od Zemlje (ili “našeg” Saturna). Zbog bliske orbite, WASP-127b prima 600 puta više zračenja od Zemlje i doživljava atmosferske temperature do 1.100°C (2012°F).

Kao rezultat toga, atmosfera planete se proširila (ili napuhala) do te mjere da je 1,3 puta veća od Jupitera, ali daleko manje gusta. Zapravo, WASP-127b je jedna od najmanje gustih (ili „najflaftiranijih“) egzoplaneta do sada otkrivenih. To čini WASP-127b idealnim kandidatom za istraživače koji rade na karakterizaciji atmosfere, jer ih proširena priroda lepršavih egzoplaneta čini lakšim za promatranje.

Koristeći podatke do kojih je došla ESA/NASA Hubble svemirski teleskop (HST) i mjerenja vidljive svjetlosti sa Vrlo velikog teleskopa (VLT) na ESO-ovoj opservatoriji Paranal u Čileu, tim je posmatrao WASP-127b dok je dva puta prolazio ispred svoje zvijezde. U skladu s tranzitnom metodom (tzv. Tranzitna fotometrija), tim je nadgledao WASP-127 radi periodičnih padova u sjaju koji su ukazivali na egzoplanetu koja prolazi ispred zvijezde (u tranzitu) u odnosu na posmatrački tim.

Dok je Hubble dobio optičke podatke koji su potvrdili tranzite, VLT-ov Echelle SPectrograph za stjenovite egzoplanete i stabilan spektroskopski osmatrač (ESPRESSO) instrument je dobio spektre svjetlosti koja prolazi kroz gornju atmosferu WASP-127b. Dr. Allart, postdoktorski istraživač Trottier -a na Institutu za istraživanje egzoplaneta (iREX) na Université de Montréal, vodio je studiju.

Vrlo veliki teleskop u Čileu koji ispaljuje laser iz svog sistema prilagodljive optike. Zasluge: ESO

Kombinirani podaci omogućili su istraživačima da prate visinu oblaka do atmosferskog sloja koji se kreće brzinama od oko 13,5 do 17 km/s (48,600 km/h; 61,200 mph). Nadalje su procijenili da je visina palube oblaka u skladu s rasponom atmosferskog tlaka između 0,3 i 0,5 milibara. Konačno, otkrili su znakove tankog atomskog natrijuma u atmosferi, iako nije bilo naznaka drugih atomskih vrsta ili vode. Kako je objasnio u nedavnoj izjavi društva Europlanet:

„Prvo, kao što je ranije otkriveno na ovoj vrsti planeta, otkrili smo prisustvo natrijuma, ali na mnogo manjoj nadmorskoj visini nego što smo očekivali. Drugo, postojali su jaki signali vodene pare u infracrvenoj, ali nikakvi na vidljivim talasnim dužinama. To implicira da se vodena para na nižim razinama pregledava oblacima koji su neprozirni na vidljivim valnim duljinama, ali prozirni u infracrvenom.

„Još ne znamo sastav oblaka, osim što nisu sastavljeni od kapljica vode kao na Zemlji. Zbunjeni smo i zašto se natrij nalazi na neočekivanom mjestu na ovoj planeti. Buduće studije pomoći će nam da razumijemo ne samo više o strukturi atmosfere, već i o WASP-127b, koji se pokazao kao fascinantno mjesto. ”

ESPRESSO-ova zapažanja tima također su pokazala da WASP-127b ima retrogradnu orbitu, što znači da kruži u suprotnom smjeru od rotacije svoje zvijezde i da orbitira na drugoj ravnini od ekvatorijala zvijezde. “Takvo poravnanje neočekivano je za vrući Saturn u starom zvjezdanom sistemu, a moglo bi ga uzrokovati nepoznati pratilac”, rekao je Allart. “Sve ove jedinstvene karakteristike čine WASP-127b planetom koja će se u budućnosti vrlo intenzivno proučavati.”

TOI 1338 b je kružna planeta koja kruži oko svoje dvije zvijezde. Otkrio ga je TESS. Zasluge: NASA -in centar za svemirske letove Goddard/Chris Smith

Ovo uključuje svemirske opservatorije poput Svemirski teleskop James Webb (JWST) i Rimski državni teleskop Nancy Grace (RST). Zatim postoje zemaljske opservatorije poput ESO-ovog izuzetno velikog teleskopa (ELT), džinovskog Magellanovog teleskopa (GMT) i tridesetmetarskog teleskopa (TMT). Kombinacijom naprednog snimanja, koronagrafa i/ili adaptivne optike, ovi će objekti omogućiti astronomima da provode detaljna istraživanja atmosfere egzoplaneta.

Jednako je važna činjenica da će ove studije obuhvatiti stjenovite planete koje kruže sa nastanjivim zonama (HZ) svojih zvijezda, a ne samo plinske divove s vrlo udaljenim ili vrlo bliskim orbitama (kao što je to bio slučaj ovdje). Budući da se očekuje da će ti kandidati slični Zemlji biti najvjerovatniji kandidati za nastanjivanje, astrobiolozi predviđaju da će proći kratko vrijeme kada pronađu dokaze o vanzemaljskom životu!

Iako su rezultati ovih studija donekle ograničeni, implikacije istraživanja tima su sve samo ne. Osim što pokazuje učinkovitost kombiniranja podataka iz više opservatorija, također ilustrira kako se astronomi približavaju tački u kojoj mogu u potpunosti okarakterizirati atmosferu egzoplanete. Uvođenjem opservatorija nove generacije u bliskoj budućnosti, ove će sposobnosti postati daleko veće.

Dodatno čitanje: Europlanet, Astronomija i astrofizika

.


Izvor: www.universetoday.com


Pratite nas na Facebook-u | Twitter-u | YouTube-u

WPAP (8847)