A James Webb teleszkóp 8000 km/órás szelet és extrém hőséget észlel a WASP-43 b exobolygón

Az Telescópio Espacial James Webb példátlan adatokat rögzített a WASP-43 b exobolygó légköréről, egy gázóriásról, amely 280 fényévnyire található az Terra-től. A megfigyelések egyenlítői szelet azonosítottak, amelyek elérik a 8000 km/órát, és extrém hőingadozást az égitest féltekéi között. A bolygó méretei az Júpiter-hez hasonlóak, és a gazdacsillag körül rövidebb távolságra kering, mint ami az Mercúrio-et az Sol-től elválasztja.

A csillag közelsége miatt az exobolygó 19,5 óra alatt fejezi be a teljes fordítást. Az Essa orbitális konfiguráció árapály-reteszelést generál, így az egyik oldal folyamatosan megvilágítva, a másik pedig folyamatos sötétben marad. A NASA űrügynökség koordinálta az infravörös adatok elemzését, amelyek az éjszakai oldalon sűrű felhők jelenlétét és a légkörben eloszló vízgőz jelenlétét tárták fel.

A gázóriás Dinâmica termikus és szinkronizált forgása

Az égitest a forró Júpiteres kategória része. Esses A hatalmas, gáznemű exobolygók nagyon közel keringenek csillagaikhoz, és magas szintű sugárzást kapnak. A WASP-43 b szinkronizált forgása megakadályozza az Terra-en rögzített nappali és éjszakai ciklusok előfordulását. Az egyik félteke megszakítás nélkül kapja a csillagfényt. Az ellenkező oldal sötétben marad.

A hőmérések jelentős eltérést jeleznek a bolygó két fele között. A nappali féltekén a hőmérséklet megközelíti az 1250°C-ot. Az Esse hőfok lehetővé teszi a vas kovácsolását a légköri felületen. Az éjszakai oldal relatív lehűlést mutat, a hőmérők 600°C körül mutatnak.

A hőmérsékleti aszimmetria közvetlenül befolyásolja a globális légkör szerkezetét. Az James Webb azt észlelte, hogy a megvilágított oldal intenzíven visszaveri az infravörös sugárzást, ami fényes megjelenést kölcsönöz az érzékelőknek. A sötét oldal a meteorológiai akadályok kialakulása miatt más jellemzőket tart meg. A zónák közötti hőkülönbség bolygóléptékben mozgatja a gázok mozgását.

Az Instrumento MIRI rögzíti az infravörös fény változásait

A tudósok a teleszkóphoz csatlakoztatott Mid-Infrared Instrument (MIRI) készüléket használták a feltérképezéshez. A berendezés közép-infravörös fénybefogással működik, ami ideális tartomány a mélyűrben történő hőkibocsátás rögzítéséhez. A csapat az exobolygó több mint egy teljes pályáján figyelte a csillagrendszert.

A 280 fényév távolság és a gazdacsillag által okozott vakítás lehetetlenné teszi a WASP-43 b közvetlen képeinek rögzítését. A kutatók a fázisgörbe technikát alkalmazták ennek a technikai korlátnak a leküzdésére. A módszer abból áll, hogy mérik a rendszer teljes fényerejének változásait, amikor a bolygó forog a csillag körül.

A teleszkóp által rögzített fényerő megnőtt, amikor a WASP-43 b forró félgömbje az objektív felé fordult. Az infravörös emisszió arányosan csökkent, amikor az éjszakai oldal frontális helyzetbe került. Az oszcillációk folyamatos leolvasása a légkör háromdimenziós hőtérképét generálta.

Az adatgyűjtés meghatározott hullámhosszon, 5 és 12 mikron között történt. Az Essa megfigyelési ablak pontos részleteket ad a gázok kémiai összetételéről és hőmérsékletéről. A módszertani folyamat szigorú kalibrálási lépéseket tartalmazott:

• Monitoramento A csillagrendszer által kibocsátott folyamatos infravörös sugárzás.
• Registro a 19,5 órás transzláció során a fényerő süllyedései és csúcsai.
• A bolygóról visszavert fény Isolamento a csillag fényességéhez viszonyítva.
• Identificação kémiai aláírások transzmissziós spektroszkópiával.

E technikák együttes alkalmazása lehetővé tette bizonyos elemek azonosítását a légkörben. Az elemzett spektrumokban egyértelműen megjelent a vízgőz, amely markerként szolgált a felhőképződmények magasságának követéséhez.

Leia Tambem

A Costco rekordkeresletet lát az amerikai benzinkutaknál alacsonyabb árak mellett

Az utas megpróbál bejutni a pilótafülkébe, és a United Airlines Madisonba tartó járatát eltereli

Yuki Yamada szakállas és grimaszos fotót tesz közzé az Instagramon, és meglepi a rajongókat

Ausência metán és nagy sebességű egyenlítői szél

Az éjszakai félteke elemzése lényegesen sötétebb régiót tárt fel az infravörös leolvasásokban. Az adatok arra utalnak, hogy nagy magasságban vastag felhőréteg található. Az Essa meteorológiai képződmény blokkolja a légkör alsóbb rétegeiből érkező hősugárzást. A jelenség magyarázza a MIRI műszer által észlelt hőkibocsátás csökkenését.

A sötét oldal egy energiaátviteli rendszer miatt nem éri el az abszolút fagyást. Az Ventos szuperszonikája a túlhevített levegőt a nappali féltekéből az éjszakai zónába mozgatja. Ezen légáramlatok sebessége az egyenlítői régióban eléri a 8000 km/h-t. Az állandó áramlás megakadályozza a hőszigetelést a bolygó mindkét oldalán.

A légkör kémiai összetétele határozott bizonyítékot adott a szélsebességre. Az elméleti modellek azt mutatták, hogy a metánnak bőségesen kell képződnie az éjszakai oldalon, ahol a hőmérséklet 600 °C-ra csökken. Az James Webb nem észlelt jelentős mennyiségű gázt a megfigyelések során.

A metán hiánya abból adódik, hogy a légköri keringés rendkívül gyorsan összekeveri a gázokat. A nappali oldalról érkező, szén-monoxidban gazdag forró levegő nagy sebességgel behatol a sötét féltekébe. A kémiai reakcióknak nincs elég ideje a szenet metánná alakítani, mielőtt a szelek visszarángatják a légtömeget a megvilágított zónába. A dinamika bizonyítja az éghajlat intenzitását a WASP-43 b-ben.

Impacto a megfigyelésektől az új világok feltérképezéséig

A WASP-43 b exobolygó az Hubble és Spitzer teleszkópokkal végzett előzetes megfigyelések után már bekerült a csillagászati ​​katalógusokba. A korábbi berendezések megerősítették az égitest létezését, és alapvető becsléseket adtak pályájáról. Az James Webb bevonása a kutatásba az adatfelbontást az űrkutatásban soha nem látott szintre emelte.

A csillagfény és a bolygókibocsátás nagy pontosságú elkülönítésének képessége igazolja a modern csillagászatban használt matematikai modelleket. A kutatók ma már fizikai szondák nélkül is megjósolhatják az összetett légkör viselkedését. A csillagokhoz közeli gázóriások vizsgálata laboratóriumként szolgál az észlelési eszközök fejlesztésére.

A WASP-43 b elemzése során finomított technikákat a kisebb sziklás bolygók felkutatására fogják alkalmazni. A vízmolekulák azonosítása és a szelek mérése egy több billió kilométeres célponton a jelenlegi műszerek érzékenységét bizonyítja. Az Sistema Solar nem rendelkezik hasonló éghajlati jellemzőkkel rendelkező bolygókkal.

Az extrém hőség, az árapály-zárás, a szuperszonikus szelek és az átlátszatlan felhők kombinációja egyedülálló légköri környezetet teremt. A levegő összetételében a hidrogén és a hélium dominál, míg a csillagok sugárzása diktálja a globális viharok ritmusát. Az exobolygók folyamatos feltérképezése kibővíti a bolygórendszerek kialakulásáról és fejlődéséről szóló adatbázist.