„W przeszłości astronomowie często zakładali, że atmosfery egzoplanet istnieją jako jednolita warstwa i próbowali je rozumieć jako takie.”, powiedział astronom Jens Hoeijmakers z Uniwersytetu w Lund w Szwecji. „Ale nasze wyniki pokazują, że nawet atmosfery intensywnie napromieniowanych gazowych olbrzymów posiadają złożone, trójwymiarowe struktury.”
Gorący Jowisz
WASP-189b należy do jednego z najbardziej intrygujących podzbiorów egzoplanet – tak zwanych gorących Jowiszów. Te ekstremalne światy to jak Jowisz gazowe giganty, ale krążące po orbitach znajdujących się szalenie blisko ich gwiazd macierzystych. Niektóre z nich potrzebują mniej niż 10 dni na wykonanie pełnego obrotu wokół swojej gwiazdy. W związku z tym ich temperatury są bardzo, bardzo wysokie.
Co najlepsze nie wiadomo, dlaczego, gorące Jowisze krążą tak blisko swoich gwiazd. Zgodnie z obecnymi modelami formowania się planet, gazowy olbrzym nie może powstać w takiej odległości od gwiazdy macierzystej. To dlatego, że grawitacja, intensywne promieniowanie oraz wiatr gwiazdowy powinny zapobiegać zlepianiu się gazu i pyłu. Tymczasem z niemal 5000 potwierdzonych egzoplanet blisko 300 to najprawdopodobniej gorące Jowisze.
Świetny kandydat do badań
WASP-189b znajduje się jakieś 322 lata świetlne z dala od Ziemi i jest o jakieś 1,6 razy większa od Jowisza. Jej okres orbitalny to z kolei zaledwie 2,7 dnia. Gwiazda macierzysta planety jest dość młoda, przez co temperatura na powierzchni atmosfery WASP-189b sięga 3200 stopni Celsjusza po jej dziennej stronie.
WASP-189b jest egzoplanetą wręcz idealnie nadającą się do badań atmosferycznych. Ma to związek z tym, iż należy ona do najjaśniejszych egzoplanet tranzytujących – przechodzących między Ziemią a tarczą swojej gwiazdy. Właśnie dlatego to strukturę jej atmosfery astronomowie zdecydowali się zbadać.
„Zmierzyliśmy światło pochodzące z gwiazdy macierzystej planety, które przeszło przez atmosferę planety.”, wyjaśniła Bibiana Prinoth z Uniwersytetu w Lund. „Gazy w jej atmosferze pochłaniają część światła gwiazdy, tak jak ozon pochłania część światła słonecznego w atmosferze Ziemi, a tym samym pozostawiają swój charakterystyczny ‘odcisk palca’. Z pomocą HARPS [intrumentu High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher znajdującego się w Obserwatorium La Sila ] byliśmy w stanie zidentyfikować odpowiednie substancje.”
Ogry mają warstwy, gorące Jowisze też mają warstwy
Co takiego wykryto w atmosferze WASP-189b? Po pierwsze opary metali ciężkich spotykane także w innych gorących Jowiszach – żelaza, tytanu, chromu magnezu, wanadu i manganu. Naukowcy natknęli się też jednak na ślady tlenku tytanu, który nigdy wcześniej nie został jednoznacznie wykryty w atmosferze egzoplanety. Tlenek tytanu rzadko występuje w przyrodzie na Ziemi, ale na Wasp-189b jego obecność może pomagać w kształtowaniu atmosfery.
„Tlenek tytanu pochłania promieniowanie krótkofalowe, takie jak promieniowanie ultrafioletowe.”, powiedział fizyk Kevin Heng z Uniwersytetu Berneńskiego. „Jego wykrycie może wskazywać zatem na obecność w atmosferze WASP-189b warstwy, która oddziałuje z promieniowaniem kosmicznym podobnie jak warstwa ozonowa na Ziemi.”
Istnieje jeszcze jedna ważna wskazówka, która powiedziała astronomom o tym, że Ci zaobserwowali warstwy w atmosferze egzoplanety. Tą wskazówką jest wygląd widma atmosfery WASP-189b – rozkład jego linii absorpcyjnych. Zasugerował on, że poszczególne pierwiastki występują w różnych warstwach atmosfery, w różnych formach.
Rzecz jasna, prawdopodobnie nigdy nie odwiedzimy WASP-189b i nigdy nie zbadamy jej z bliska, a tym bardziej od środka. Niemniej kto wie, może kiedyś NASA, ESA lub inna agencja wystrzelą w kosmos sondę, która przyjrzy się dokładnie atmosferze gorącego Jowisza znacznie bliższego Ziemi. Wówczas powinniśmy dowiedzieć się jeszcze więcej o warstwach atmosfer takich egzoplanet.
Źródło: Uniwersytet Berneński, fot. tyt. Uniwersytet Berneński/Bibiana Prinoth