Можете ли замислити Јупитер без видљивих облака или измаглице? Није лако јер су Јупитерови ширински облаци и његова Велика црвена тачка иконе визуелне карактеристике у нашем Сунчевом систему. Те карактеристике су узроковане подизањем и спуштањем гаса, углавном амонијака. После Сатурнових прстенова, Јупитерови облаци су вероватно најпрепознатљивија карактеристика у Сунчевом систему.
Сада астрономи са Центром за астрофизику | Харвард & Смитхсониан (ЦфА) пронашли су планету сличну маси Јупитеру, али са атмосфером без облака.
Ове планете су ретке, а астрономи мисле да је само око 7% егзопланета овакво. Ово откриће омогућава научницима да проуче како се формирају. Без облака на путу, чека јаснији поглед.
Тим астронома који стоји иза овог открића објавио је своје резултате у Тхе Астропхисицал Јоурнал Леттерс. Наслов је „ Доказ чисте атмосфере за ВАСП-62б: Једини познати транзитни гасни гигант у зони непрекидног гледања ЈВСТ .” Главни аутор студије је Муназза Алам, студент на ЦфА.
ВАСП-62б је планета најближа ВАСП-62, звезди главног низа удаљеној скоро 600 светлосних година од Земље. 62б је једина планета у систему. Мало је више од половине масивнији од Јупитера и обиђе око ВАСП-62 за око 4,5 дана. Отприлике је 1,4 пута већи од Јупитера. Спада у категорију Врућих Јупитера, са просечном температуром од око 1330 К (1057 Ц; 1934 Ф.)
Можете ли замислити Јупитер без облака? не можемо ни ми. Кредит за слику: Хуббле/НАСА/ЕСА
Особине температуре, величине и густине планете нису ретке. Оно што је ретко је безоблачност његове атмосфере. А атмосфера егзопланете је од посебног интереса за главног аутора Алама. У а Саопштење , Алам је рекао: „За своју тезу, радио сам на карактеризацији егзопланета. Узимам откривене планете и пратим их да бих окарактерисао њихову атмосферу.'
Име ВАСП потиче од Широкоугаона претрага планета (ВАСП) Југ. Планета је била први откривени 2012. и био је један од седам Врућих Јупитера пронађених у исто време.
ВАСП-62б је откривен са ВАСП-ом, али Алам и њене колеге су користиле Хабл да би га детаљније проучавале. „Признаћу да у почетку нисам био превише узбуђен због ове планете“, рекао је Алам. „Али када сам почео да гледам податке, био сам узбуђен.
Користећи спектроскопију, пажљиво су посматрали како планета три пута пролази испред своје звезде, тражећи калијум и натријум. Док је звездана светлост пролазила кроз атмосферу планете, идентификовали су потпуни спектроскопски потпис натријума, али не и калијум. Потпис натријума им је рекао да је атмосфера чиста.
„Ово је доказ пушења да видимо чисту атмосферу“, рекао је Алам.
Снимак екрана ВАСП-62б из НАСА-е Очи на егзопланете веб сајт. Кредит за слику: НАСА
У размени е-поште са Универсе Тодаи, Алам је разрадио спектроскопске налазе тима и шта они значе.
Фокус на калијум и натријум је заснован на неколико ствари. Пре свега, њихови спектри су лако уочљиви у оптичком светлу. „Натријум и калијум су две врсте које се лако могу уочити у посматрању атмосфере егзопланета на оптичким таласним дужинама, а њихово присуство или одсуство може нам помоћи да закључимо да ли постоје облаци или измаглице у атмосфери егзопланета“, рекао је Алам.
Натријум и калијум такође играју улогу у атмосфери егзопланета, иако детаљи нису јасни. „Натријум и калијум су два елемента која играју занимљиву – али не и добро схваћену – улогу у атмосферској физици и хемији егзопланета“, објаснио је Алам. Такође је напоменула да је натријум био прва карактеристика апсорпције идентификована у атмосфери егзопланета.
Детекција потпуног спектроскопског потписа натријума говори астрономима да је атмосфера чиста, чак и ако не постоји начин да се види атмосфера. „Облаци у атмосфери планете ће маскирати или прикрити делове апсорпционе линије“, објаснио је Алам. „У одсуству облака, можемо да решимо потпуни потпис натријума – који има облик налик на шатор са врхунцем у сржи карактеристике апсорпције и широким крилима. За наша запажања ВАСП-62б, ово је други пут да смо посматрали пуну карактеристику натријума (тј. са његовим линијским крилима) на егзопланети и први пут да смо то урадили из свемира.
Ова слика из студије приказује податке спектрографа за снимање свемирског телескопа Хабл за ВАСП-62б и једину другу познату егзопланету са чистом атмосфером, ВАСП-96б. Обе егзопланете показују „… истакнута крила проширена притиском На Д-линија на 0,59?м.” Видети спектар натријума са крилима указује на то да обе планете имају чисту атмосферу. ВАСП-96б такође показује присуство литијума и калијума. Слика кредита: Алам ет ал, 2021.
Али потпуни натријумски потпис нам говори више од тога да је атмосфера егзопланете без облака. Може помоћи да се објасни колико има натријума и укаже који су други елементи у атмосфери.
„Не само да нам говори да је атмосфера чиста, већ нам такође може помоћи да ограничимо заиста прецизне количине (количине) натријума – као и других елемената који су присутни у атмосфери планете“, рекао је Алам. „Ова обиља су корисна за мерење кључних количина које нам могу помоћи да пратимо порекло и еволуцију ове планете.
Очигледно се нешто другачије дешава када се формира планета без облака. Пошто их је тако мало, астрономи су тек на почетку проучавања. Једина друга егзопланета без облака за коју знамо је врући Сатурн по имену ВАСП-96б, пронађено 2018 .
На свемирском телескопу Џејмс Веб биће да ближе испита атмосферу ове егзопланете. А његово чисто небо чини ту перспективу још узбудљивијом. Вебб-ове напредне могућности посматрања значе да би требало да буде у стању да идентификује још више хемијских састојака у атмосфери ВАСП-62б.
„У припремама за ЈВСТ, идентификовање циљева који су без облака/маглице важно је за мобилизацију напора заједнице да се посматрају најбоље планете ради детаљног праћења атмосфере.
Из „Докази јасне атмосфере за ВАСП-62б: Једини познати транзитни гасни гигант у зони непрекидног гледања ЈВСТ.“
Због оријентације и положаја ЈВСТ-а у простору, имаће две мале континуалне зоне гледања (ЦВЗ). Они су центрирани на сваком полу еклиптике. Фортуна се осмехује Аламу и другим научницима на егзопланетама јер се ВАСП-62б налази у једном од Вебових ЦВЗ-ова.
Видно поље Џејмса Веба садржи две континуалне зоне за гледање, означене овалима на слици. Остатак ЈВСТ-овог поља пажње пролази кроз небо током времена. Срећом, ВАСП-62б се налази у једном од ЈВСТ-ових ЦВЗ-ова. Кредит за слику: НАСА/ЈВСТ.
Тим истраживача је чак предвидео шта би ЈВСТ могао пронаћи у атмосфери 62б. У свом раду пишу „Ми предвиђамо да ЈВСТ посматрања ВАСП-62б, у оквиру програма ЕРС, могу коначно открити На (12.1?), Х2О (35.6?), ФеХ (22,5 .)?), СиХ (6.3?), НС3(11.1?), ЦО (8.1?), ШТА2(9.7?), и ЦХ4(3.6?).” Такође кажу да ЈВСТ може понудити прецизна ограничења за обиље хемикалија у атмосфери.
Као део свог рада, и да би помогао у проналажењу наредних запажања са Вебом, тим је предвидео шта би Веб могао да пронађе. Слика кредита: Алам ет ал, 2021.
У свом закључку, аутори износе своје аргументе за накнадна запажања ВАСП-62б са ЈВСТ.
„У припремама за ЈВСТ, идентификовање циљева који су без облака/маглице важно је за мобилизацију напора заједнице да се посматрају најбоље планете ради детаљног праћења атмосфере. Иако су од тада предложени алтернативни циљеви, ВАСП-62 је једина звезда у ЈВСТ ЦВЗ са познатом транзитном џиновском планетом која је довољно светла за висококвалитетну атмосферску карактеризацију путем транзитне спектроскопије.
Планирано је да свемирски телескоп Јамес Вебб буде лансиран крајем октобра 2021.
Више:
- Саопштење: Астрономи открили прву планету без облака, сличну Јупитеру
- Објављено истраживање: Доказ чисте атмосфере за ВАСП-62б: Једини познати транзитни гасни гигант у зони непрекидног гледања ЈВСТ
- Универзум данас: Екстремно вруће егзопланете могу имати екстремно време, попут облака алуминијум-оксида и титанијумове кише