Телескопът James Webb открива ветрове със скорост 8000 км/ч и екстремни горещини на екзопланетата WASP-43 b

Telescópio Espacial James Webb записа безпрецедентни данни за атмосферата на екзопланетата WASP-43 b, газов гигант, разположен на 280 светлинни години от Terra. Наблюденията идентифицираха екваториални ветрове, които достигат 8000 км/ч и екстремни термични вариации между полукълбата на небесното тяло. Планетата има размери, сравними с тези на Júpiter и обикаля около звездата-домакин на разстояние, по-късо от това, което разделя Mercúrio от Sol.

Близостта до звездата кара екзопланетата да завърши цялостен превод за 19,5 часа. Орбиталната конфигурация Essa генерира приливно заключване, поддържайки едната страна постоянно осветена, а другата в непрекъсната тъмнина. Космическата агенция НАСА координира анализа на инфрачервени данни, които разкриха наличието на плътни облаци от нощната страна и водни пари, разпределени в атмосферата.

Dinâmica топлинно и синхронизирано въртене на газовия гигант

Небесното тяло е част от горещата категория Júpiteres. Esses Масивни газови екзопланети орбитират много близо до своите звезди и получават високи нива на радиация. Синхронизираното въртене на WASP-43 b предотвратява появата на дневни и нощни цикли като тези, записани на Terra. Едно полукълбо получава звездна светлина непрекъснато. Противоположната страна остава на тъмно.

Топлинните измервания показват значително несъответствие между двете половини на планетата. Дневното полукълбо достига температури близо до 1250°C. Нивото на топлина на Esse позволява коването на желязо на атмосферната повърхност. Нощната страна представя относително охлаждане, като термометрите показват около 600°C.

Температурната асиметрия пряко влияе върху глобалната атмосферна структура. James Webb откри, че осветената страна интензивно отразява инфрачервеното лъчение, представяйки ярък външен вид на сензорите. Тъмната страна запазва различни характеристики поради образуването на метеорологични бариери. Топлинната разлика между зоните задвижва движението на газовете в планетарен мащаб.

Instrumento MIRI улавя вариации в инфрачервената светлина

Учените са използвали Mid-Infrared Instrument (MIRI), прикрепен към телескопа, за да извършат картографирането. Оборудването работи при улавяне на средна инфрачервена светлина, идеален диапазон за записване на топлинни емисии в дълбокия космос. Екипът наблюдава звездната система за повече от една пълна орбита на екзопланетата.

Разстоянието от 280 светлинни години и отблясъците, причинени от звездата-домакин, правят невъзможно заснемането на директни изображения на WASP-43 b. Изследователите са приложили техниката на фазовата крива, за да преодолеят това техническо ограничение. Методът се състои в измерване на промените в общата яркост на системата, докато планетата се върти около звездата.

Яркостта, уловена от телескопа, се увеличи, когато горещото полукълбо на WASP-43 b беше обърнато към обектива. Инфрачервеното излъчване спадна пропорционално, когато нощната страна зае предна позиция. Непрекъснатото отчитане на тези колебания генерира триизмерна термична карта на атмосферата.

Събирането на данни се извършва при определени дължини на вълните, вариращи между 5 и 12 микрона. Прозорецът за наблюдение Essa предоставя точни подробности за химическия състав и температурата на газовете. Методологичният процес включваше строги стъпки за калибриране:

• Monitoramento непрекъснато инфрачервено лъчение, излъчвано от звездната система.
• Registro на спадове и пикове в осветеността по време на 19,5-часовия превод.
• Isolamento на светлината, отразена от планетата по отношение на яркостта на звездата.
• Identificação на химически сигнатури чрез трансмисионна спектроскопия.

Съвместното прилагане на тези техники позволи идентифицирането на специфични елементи в атмосферата. Водната пара се появява ясно в анализираните спектри, служейки като маркер за проследяване на надморската височина на облачните образувания.

Leia Tambem

Netflix прави премиери на пет продукции между 1 и 5 юни 2026 г

Изригването на вулкана Hunga Tonga през 2022 г. пречисти метана, изпуснат в атмосферата

Стивън Къри е на шесто място сред най-добре платените спортисти в света със 124,7 милиона щатски долара

Ausência от метан и високоскоростни екваториални ветрове

Анализът на нощното полукълбо разкрива значително по-тъмен регион в инфрачервените показания. Данните показват наличието на дебел слой облаци на голяма надморска височина. Метеорологичната формация Essa блокира топлинното излъчване, идващо от долните слоеве на атмосферата. Феноменът обяснява спада в топлинните емисии, открит от инструмента MIRI.

Тъмната страна не достига абсолютно замръзване поради система за пренос на енергия. Ventos свръхзвук премества прегрят въздух от дневното полукълбо към нощната зона. Скоростта на тези въздушни течения достига 8000 км/ч в екваториалната област. Постоянният поток предотвратява топлоизолацията от двете страни на планетата.

Химическият състав на атмосферата предостави окончателно доказателство за скоростта на вятъра. Теоретичните модели показват, че метанът трябва да се образува в изобилие от нощната страна, където температурата пада до 600°C. James Webb не откри значителни количества от този газ при наблюдения.

Липсата на метан възниква, защото атмосферната циркулация смесва газовете изключително бързо. Горещ въздух от дневната страна, богат на въглероден окис, нахлува в тъмното полукълбо с висока скорост. Химическите реакции нямат достатъчно време, за да превърнат въглерода в метан, преди ветровете да отвлекат въздушната маса обратно в осветената зона. Динамиката доказва интензивността на климата в WASP-43 b.

Impacto от наблюдения до картографиране на нови светове

Екзопланетата WASP-43 b вече беше включена в астрономическите каталози след предварителни наблюдения, направени от телескопите Hubble и Spitzer. Предишно оборудване потвърди съществуването на небесното тяло и предостави основни оценки на орбитата му. Навлизането на James Webb в изследването повиши резолюцията на данните до безпрецедентно ниво в изследването на космоса.

Способността да се отделя звездната светлина от планетарното излъчване с висока точност валидира математическите модели, използвани в съвременната астрономия. Изследователите вече могат да прогнозират поведението на сложни атмосфери без нужда от физически сонди. Изследването на газови гиганти в близост до звездите служи като лаборатория за подобряване на инструментите за откриване.

Техниките, усъвършенствани по време на анализа на WASP-43 b, ще бъдат приложени за търсене на по-малки скалисти планети. Идентифицирането на водни молекули и измерването на ветровете в цел на трилиони километри демонстрират чувствителността на настоящите инструменти. Sistema Solar няма планети с подобни климатични характеристики.

Комбинацията от екстремни горещини, приливи и отливи, свръхзвукови ветрове и непрозрачни облаци създава уникална атмосферна среда. Водородът и хелият доминират в състава на въздуха, докато звездната радиация диктува ритъма на глобалните бури. Непрекъснатото картографиране на екзопланети разширява базата данни за формирането и еволюцията на планетарните системи.