Instrument NIRISS na Webbie odwzorowuje ultragorącą atmosferę Jowisza

Instrument NIRISS na Webbie odwzorowuje ultragorącą atmosferę Jowisza

Istnieje intrygująca egzoplaneta — 400 lat świetlnych tam — która jest tak kusząca, że ​​astronomowie badają ją od czasu jej odkrycia w 2009 roku. Jedna orbita dla WASP-18 b wokół jego gwiazdy, która jest nieco większa niż nasze Słońce tylko 23 godziny. W naszym Układzie Słonecznym nie ma czegoś takiego. Nowe badanie prowadzone przez dr Université de Montréal. student Louis-Philippe Coulombe o tej egzoplanecie, ultragorącym gazowym olbrzymie 10 razy masywniejszym od Jowisza, na podstawie nowych danych z kanadyjskiego instrumentu NIRISS na Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba (JWST) kryje wiele niespodzianek!

Mapowanie egzoplanety

Międzynarodowy zespół astronomów zidentyfikował parę wodną w atmosferze egzoplanety WASP-18 b i sporządził mapę temperatury planety, gdy ślizgała się ona za swoją gwiazdą i ponownie pojawiała. To wydarzenie jest znane jako zaćmienie wtórne. Naukowcy mogą odczytać połączone światło gwiazdy i planety, a następnie udoskonalić pomiary tylko z gwiazdy, gdy planeta porusza się za nią.

Ta sama strona, znana jako strona dzienna, WASP-18 b zawsze jest zwrócona w stronę swojej gwiazdy, tak jak ta sama strona Księżyca zawsze jest zwrócona w stronę Ziemi. Nazywa się to blokowaniem pływów. Mapa temperatury lub jasności egzoplanety pokazuje ogromną zmianę temperatury – do 1000 stopni – od najgorętszego punktu skierowanego w stronę gwiazdy do terminatora, gdzie dzienna i nocna strona planety połączonej pływami spotykają się w ciągłym zmierzchu .

„JWST daje nam czułość umożliwiającą tworzenie znacznie bardziej szczegółowych map gorących olbrzymów, takich jak WASP-18 b, niż kiedykolwiek wcześniej. Po raz pierwszy planeta została zmapowana za pomocą JWST i naprawdę ekscytujące jest zobaczyć, że niektóre z przewidywań naszych modeli, takie jak gwałtowny spadek temperatury z dala od punktu na planecie bezpośrednio zwróconego w stronę gwiazdy, są faktycznie widoczne w dane!” powiedziała Megan Mansfield, Sagan Fellow z University of Arizona i jedna z autorek artykułu opisującego wyniki.

Zespół sporządził mapę gradientów temperatury po dziennej stronie planety. Biorąc pod uwagę, o ile chłodniejsza jest planeta na terminatorze, prawdopodobnie coś powstrzymuje wiatry przed wydajną redystrybucją ciepła na nocną stronę. Ale to, co wpływa na wiatry, wciąż pozostaje tajemnicą.

„Mapa jasności WASP-18 b pokazuje brak wiatrów ze wschodu na zachód, co najlepiej odzwierciedlają modele z oporem atmosferycznym. Jednym z możliwych wyjaśnień jest to, że ta planeta ma silne pole magnetyczne, co byłoby ekscytującym odkryciem!” powiedział współautor Ryan Challener z University of Michigan.

Jedna z interpretacji mapy zaćmień mówi, że efekty magnetyczne powodują, że wiatry wieją od równika planety w górę nad biegunem północnym i w dół nad biegunem południowym, zamiast ze wschodu na zachód, jak byśmy tego oczekiwali.

Naukowcy zarejestrowali zmiany temperatury na różnych wysokościach warstw atmosfery gazowego olbrzyma. Widzieli wzrost temperatury wraz z wysokością, zmieniając się o setki stopni.

Ślady pary wodnej

Widmo atmosfery planety wyraźnie pokazuje wiele małych, ale precyzyjnie zmierzonych elementów wody, obecnych pomimo ekstremalnych temperatur prawie 2700 stopni Celsjusza. Jest tak gorący, że rozerwałby większość cząsteczek wody, więc wciąż obserwowanie jego obecności świadczy o niezwykłej wrażliwości Webba na wykrywanie pozostałej wody. Ilości zarejestrowane w atmosferze WASP-18 b wskazują na obecność pary wodnej na różnych wysokościach

„To było wspaniałe uczucie, móc po raz pierwszy spojrzeć na widmo JWST WASP-18 b i zobaczyć subtelną, ale precyzyjnie zmierzoną sygnaturę wody” – powiedział dr Louis-Philippe Coulombe. student Université de Montréal, członek Trottier Institute for Research on Exoplanets (iREx) i główny autor artykułu WASP-18b. „Korzystając z tego rodzaju pomiarów, w nadchodzących latach będziemy w stanie wykryć takie molekuły dla szerokiego zakresu planet!”, dodaje Björn Benneke, profesor UdeM, członek iREx i współautor niniejszego artykułu. Benneke jest doktorem Coulombe’a. doradcą i od 2016 roku prowadzi ogólnoświatowe wysiłki w celu zbadania WASP-18b.

Praca instrumentu NIRISS i początkujący naukowcy

Zespół astronomów obserwował WASP-18 b przez około sześć godzin za pomocą jednego z instrumentów Webba, Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS), dostarczonego przez Kanadyjską Agencję Kosmiczną i kilku partnerów, w tym Université de Montréal i iREx.

„Ponieważ cechy wody w tym widmie są tak subtelne, trudno było je zidentyfikować w poprzednich obserwacjach. To sprawiło, że naprawdę ekscytujące było wreszcie zobaczenie obiektów wodnych dzięki obserwacjom JWST ”- powiedziała Anjali Piette, doktor habilitowany w Carnegie Institution for Science i jeden z autorów nowych badań.

Obserwacje WASP-18 b zostały zebrane w ramach programu naukowego Transiting Exoplanet Community Early Release Science Program prowadzonego przez Natalie Batalha, astronom z University of California w Santa Cruz, która pomogła koordynować nowe badania i ponad stu badaczy w zespół. Wiele z tych przełomowych prac wykonują początkujący naukowcy, tacy jak Coulombe, Challener, Piette i Mansfield.

Bliskość, zarówno do jego gwiazdy, jak i do nas, sprawiła, że ​​WASP-18 b stał się tak intrygującym celem dla tych naukowców, podobnie jak jego duża masa. WASP-18 b to jeden z najbardziej masywnych światów, których atmosferę możemy badać. Astronomowie starają się zrozumieć, w jaki sposób takie planety powstają i znajdują się tam, gdzie się znajdują w swoich systemach. To również ma kilka wczesnych odpowiedzi od Webba.

„Analizując widmo WASP-18 b, dowiadujemy się nie tylko o różnych cząsteczkach, które można znaleźć w jego atmosferze, ale także o sposobie jego powstania. Z naszych obserwacji wynika, że ​​skład WASP-18 b jest bardzo podobny do składu jego gwiazdy, co oznacza, że ​​najprawdopodobniej powstał on z pozostałości gazu, który był obecny tuż po narodzinach gwiazdy” – powiedział Coulombe. „Te wyniki są bardzo cenne, aby uzyskać jasny obraz tego, jak powstają dziwne planety, takie jak WASP-18 b, które nie mają swojego odpowiednika w naszym Układzie Słonecznym”.

Click to rate this post!
[Total: 0 Average: 0]
science