АСТРОНОМИЈА

Моћни телескоп открива тајне егзопланета

Свемирски телескоп Џемс Веб открио облаке водене паре, сумпорног диоксида и пијеска у атмосфери оближње егзопланете.

Тим европских астронома, заједно с истраживачима с Института за астрономију, КУ Леувен, користио је недавна осматрања свемирским телескопом Џемс Веб како би проучио атмосферу оближње егзопланете ВАСП-107б. Завирујући дубоко у пахуљасту атмосферу ВАСП-107б открили су, не само водену пару и сумпордиоксид, већ чак и силикатне пјешчане облаке. Те честице бораве у јако динамичној атмосфери.

Астрономи широм свијета искоришћавају напредне способности средњег инфрацрвеног инструмента (МИРИ) на свемирском телескопу Џемс Веб (ЈВСТ) за провођење револуционарних осматрања егзопланета - планета које круже око звијезда које нијесу наше Сунце. Један од тих фасцинантних свјетова је ВАСП-107б, јединствена гасовита егзопланета која кружи око звијезде мало хладније и мање масивне од нашег Сунца. Маса планете слична је маси Нептуна, али је њена величина много већа од Нептунове, готово се приближава величини Јупитера.

Та карактеристика чини ВАСП-107б прилично 'пахуљастим' у поређењу с гасовитим дивовским планетама унутар нашег Сунчевог система. Паперјастост те егзопланете омогућује астрономима да погледају отприлике 50 пута дубље у његову атмосферу у поређењу с дубином истраживања Јупитера.

Тим европских астронома у потпуности је искористио изванредну паперјастост те егзопланете, омогућујући им да погледају дубоко у његову атмосферу. То је отворило увид у сложеност хемијског састава његове атмосфере. Њихова недавна студија, објављена у часопису Нејчер, открива присутност водене паре, сумпордиоксида (СО2), и силикатних облака. Није откривено присуство метана.

Динамична атмосфера

Ове детекције пружају кључни увид у динамику и хемију те задивљујуће егзопланете. Прво, одсутност метана наговјештава потенцијално топлу унутрашњост, нудећи запањујући увид у кретање топлотне енергије у атмосфери планете. Друго, откриће сумпордиоксида (познатог по мирису изгорјелих шибица), било је велико изненађење.

Претходни модели предвиђали су његову одсутност, али нови климатски модели атмосфере ВАСП-107б сада показују да сама паперјаста структура ВАСП-107б одговара стварању сумпордиоксида у његовој атмосфери. Иако његова звијезда домаћин емитује релативно мали дио високоенергетских фотона због своје хладније природе, ти фотони могу допријети дубоко у атмосферу планете захваљујући својој пахуљастој природи. То омогућује појаву хемијских реакција потребних за производњу сумпордиоксида.

Али, то није све што су примијетили. И спектралне особине сумпордиоксида и водене паре значајно су смањене у поређењу с оним што би биле у сценарију без облака. Облаци на великим надморским висинама дјелимично заклањају водену пару и сумпордиоксид у атмосфери. Иако облаци постоје и на другим егзопланетама, ово је први случај у коме астрономи могу дефинитивно идентификовати хемијски састав тих облака. У овом случају, облаци се састоје од малих силикатних честица, познате супстанце за која се налази у многим дијеловима свијета као примарни састојак пијеска.

"ЈВСТ револуционише карактеризацију егзопланета, пружајући невиђене увиде невјероватном брзином", каже главни аутор професор Лин Децин из КУ Леувена. "Прекретница је откриће облака пијеска, воде и сумпордиоксида на тој пахуљастој егзопланети ЈВСТ-овим инструментом МИРИ. То преобликује наше разумијевање планетарне формације и еволуције, бацајући ново свјетло на наш сунчев систем."

За разлику од Земљине атмосфере, гдје се вода смрзава на ниским температурама, на гасовитим планетама које досежу температуре око 1000 степени, силикатне честице могу се смрзнути и створити облаке. Међутим, у случају ВАСП-107б, с температуром од око 500 степени у спољној атмосфери, традиционални модели предвидјели су да би се ти силикатни облаци требало да формирају дубље унутар атмосфере, гдје су температуре знатно више. Осим тога, пјешчани облаци високо у атмосфери изазивају кишу. Како је онда могуће да ти пјешчани облаци постоје на великим надморским висинама?

Главни аутор доктор Мајкл Мин каже: "Чињеница да видимо пјешчане облаке високо у атмосфери мора значити да капљице пјешчане кише испаравају у дубљим, врло врућим слојевима, а настала силикатна пара се враћа назад, гдје се поново кондензује како би поновно створили силикатне облаке. То је врло слично циклусу водене паре и облака на нашој Земљи, али с капљицама од пијеска." Овај континуирани циклус сублимације и кондензације вертикалним транспортом одговоран је за трајну присутност пјешчаних облака у атмосфери ВАСП-107б.

Ово пионирско истраживање не само да баца свјетло на егзотични свијет ВАСП-107б, већ и помиче границе нашег разумијевања егзопланетарних атмосфера. Означава прекретницу у егзопланетарним истраживањима, откривајући замршену интеракцију хемикалија и климатских услова у тим удаљеним свјетовима.

Превео и приредио : С. Ђурђић