Pierwsza atmosfera egzoplanety zmapowana w 3D

Zdjęcie w tle: J.L. Dauvergne & G. Hüdepohl (atacamaphoto.com)/ESO

Astronomowie po raz pierwszy w historii stworzyli trójwymiarową mapę atmosfery planety pozasłonecznej. Wykorzystali oni dane pozyskane z Very Large Telescope (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego. W atmosferze tego obiektu odkryto niespotykanie porywiste wiatry oraz, w przeciwieństwie do poprzednich badań, zawartość tytanu.

Krótko o badanej egzoplanecie

Egzoplaneta WASP-121b, znana również pod nazwą „Tylos”, jest gorącym jowiszem oddalonym od Ziemi o około 900 lat świetlnych w kierunku gwiazdozbioru Rufy. Obiega ona swoją gwiazdę macierzystą w czasie ok. 30 godzin, a jej ruch obiegowy jest zsynchronizowany z ruchem obrotowym tak, że jedna strona egzoplanety jest zawsze zwrócona w stronę gwiazdy. Taka sytuacja powoduje, że część egzoplanety zwrócona „do” swojej gwiazdy jest istotnie gorętsza od jej obszaru zwróconego „od”. Ponadto orbita Tylosa jest bardzo blisko granicy Roche’a, co sugeruje, że jest on blisko rozerwania przez siły pływowe.

Atmosfera tej egzoplanety składa się z kilku rozróżnialnych pasm, w których występują różne pierwiastki chemiczne. W jej niższych warstwach obserwuje się przepływ z gorącej części egzoplanety do chłodnej. Na uwagę zasługuje również unikalny prąd strumieniowy, rozciągający się na chłodniejszej połowie atmosfery egzoplanety i raptownie wznoszący się, gdy przechodzi do gorącej części egzoplanety. W otoczeniu prądu strumieniowego znaleziono również tytan, co stanowiło zaskoczenie, ponieważ wcześniejsze badania wskazały brak tej substancji w atmosferze egzoplanety.

ESO/M. Kornmesser

Wizualizacja warstw atmosfery egzoplanety WASP-121b. Niebieska warstwa jest złożona głównie z wodoru, żółta z sodu, a zielona z żelaza.

Jak poznać trójwymiarową strukturę atmosfery?

Ze względu na rozmiar badanego obiektu, jakim jest planeta pozasłoneczna, do zebrania danych zaangażowano instrument ESPRESSO w Very Large Telescope Europejskiego Obserwatorium Południowego. Umożliwił on połączenie sygnałów odbieranych przez poszczególne teleskopy w jeden spójny sygnał, co znacznie ułatwiło realizację obserwacji. Aby rozróżnić poszczególne warstwy atmosfery (a zatem stworzyć mapę w 3D), czyli dwuwymiarowego obrazu, potrzebujemy pewnego wskaźnika. W tym przypadku użytym wskaźnikiem były sygnały widmowe pochodzące od różnych pierwiastków chemicznych, tworzących wyraźnie rozróżnialne warstwy atmosfery. Naukowcy w tej pracy wykorzystali sygnały od wodoru, sodu i żelaza, co pozwoliło na scharakteryzowanie warstw atmosfery o różnej wysokości.

Przyszłość tego obszaru badań

Badanie atmosfer egzoplanet o rozmiarach podobnych do Ziemi wymaga odpowiednio większych teleskopów, takich jak obecnie budowany Extremely Large Telescope (ELT) Europejskiego Obserwatorium Południowego na chilijskiej pustyni Atacama.

Korekta – Zofia Lamęcka

The post Pierwsza atmosfera egzoplanety zmapowana w 3D first appeared on AstroNET – Polski Portal Astronomiczny.