Po raz pierwszy naukowcom udało się stworzyć szczegółową trójwymiarową mapę atmosfery egzoplanety, dostarczającą niespotykanych dotąd informacji o odległych światach. To przełomowe osiągnięcie, którego dokonano dzięki danym z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) i wyrafinowanej technice zwanej mapowaniem zaćmień, ujawnia odrębne strefy temperatur w atmosferze WASP-18b, gazowego olbrzyma znajdującego się około 400 lat świetlnych od Ziemi. Ta nowa technika jest bardzo obiecująca, jeśli chodzi o przyszłe mapowanie zmian temperatury i struktury chmur na innych egzoplanetach.
Zrozumienie mapowania transportu publicznego: nowe podejście
Jak to działa
Mapowanie tranzytów pozwala astronomom uzyskać obrazy egzoplanet, które w przeciwnym razie byłyby niewidoczne ze względu na oślepiający blask ich gwiazd. Technika ta wykorzystuje naturalne zjawisko planety przechodzącej za gwiazdą, stopniowo przyciemniając odbijane przez nią światło. Dokładnie mierząc, jak zmienia się światło egzoplanety podczas jego zanikania i ponownego pojawiania się, naukowcy mogą określić wahania temperatury na różnych wysokościach i w różnych regionach atmosfery. Według Ryana Challenera, badacza z Cornell University i współautora badania opublikowanego w Nature Astronomy, jest to „niezwykle wymagające zadanie”.
Rozwój dotychczasowych prac: z 2D do 3D
Wcześniej naukowcy stworzyli dwuwymiarową mapę temperatury WASP-18b. Nowe badanie znacznie rozszerza tę pracę, wykorzystując możliwości JWST i wykorzystując różne długości fal światła w celu stworzenia znacznie bardziej szczegółowej reprezentacji 3D. Selektywnie obserwując długości fal pochłaniane przez substancje takie jak woda, badacze mogli namierzyć określone poziomy atmosfery, zasadniczo „zaglądając” przez warstwy planety.
WASP-18b: wyjątkowy gazowy olbrzym
WASP-18b to fascynujący obiekt do badań. Ten gazowy olbrzym ma masę około 10 razy większą od Jowisza, ale okrąża swoją gwiazdę w zaledwie 23 godziny. Ze względu na blokadę pływową jedna strona WASP-18b jest stale zwrócona w stronę swojej gwiazdy, doświadczając stałego światła słonecznego, podczas gdy druga strona pozostaje pogrążona w ciemności.
Kluczowe odkrycia dotyczące atmosfery WASP-18b
Obserwacje z JWST ujawniły dwie odrębne strefy temperatur po gwiezdnej stronie WASP-18b:
- Centralny gorący punkt: Okrągły obszar bezpośrednio zwrócony w stronę gwiazdy, który otrzymuje najbardziej intensywne światło słoneczne i wykazuje najwyższe temperatury.
- Pierścień chłodnicy: Rozciąga się na zewnątrz od gorącego punktu do krawędzi planety, wskazując, że wiatry atmosferyczne nie rozprowadzają efektywnie ciepła po powierzchni.
Naukowcy odkryli także niższe stężenie pary wodnej w gorącym punkcie w porównaniu ze średnią dla atmosfery planety. Spekulują, że może to być spowodowane tak wysokimi temperaturami, że rozkładają cząsteczki wody – przewidywanie wcześniej poparte teorią, a teraz potwierdzone obserwacją.
„Uważamy, że to dowód na to, że na planecie w tym regionie jest tak gorąco, że zaczyna niszczyć wodę” – powiedział Challener. „Było to przewidziane w teorii, ale naprawdę ekscytujące jest zobaczenie tego na podstawie obserwacji w świecie rzeczywistym”.
Patrząc w przyszłość: przyszłe badania i implikacje
Naukowcy przyznają, że dalsze pomiary za pomocą JWST mogą znacznie zwiększyć rozdzielczość mapy atmosfery WASP-18b. Nie tylko pogłębi to naszą wiedzę na temat tej konkretnej egzoplanety, ale także umożliwi naukowcom badanie atmosfer innych gazowych gigantów, poszerzając naszą wiedzę o układach planetarnych poza naszą własną. Ten przełom stanowi znaczący krok naprzód w naszej zdolności do charakteryzowania egzoplanet i poszukiwania potencjalnych oznak zamieszkiwania na odległych światach.
