James Webb sűrű légkört azonosított a szuperföldi TOI-561 b-n, 1800 °C-os magma-óceánnal
Az James Webb űrteleszkóp határozott bizonyítékot talált a sűrű légkörre a TOI-561 b sziklás exobolygón, egy szuper-Terra, amely körülbelül 280 fényévnyire található az Terra-től. Az Esse extrém világ, amelynek sugara körülbelül 1,4-szerese a Földének, kevesebb mint 11 óra alatt kerüli meg a csillagot, és nappali féltekével rendelkezik, amelynek hőmérséklete elég magas ahhoz, hogy globális magma-óceánt hozzon létre.
A megfigyelések azt mutatják, hogy a bolygó megvilágított oldala 1800°C körüli hőmérsékletet regisztrál, ami alacsonyabb, mint a gázok nélküli csupasz sziklás felszínre jósolt 2700°C. Az Essa eltérés egy jelentős légköri réteg jelenlétére utal, amely a szeleken keresztül újraosztja a hőt, és elnyeli a csillagok sugárzását.
- A bolygó az ultrarövid periódusú exobolygók ritka osztályába tartozik.
- Alacsony sűrűsége már az új mérések előtt felkeltette a tudósok érdeklődését.
- A fogadócsillag körülbelül 10 milliárd éves, kétszer annyi, mint Sol.
A TOI-561 exobolygó jellemzői b
A TOI-561 b a csillaghoz való rendkívüli közelségével tűnik ki, ami árapály-reteszbe helyezi, egyik oldala pedig állandóan a fény- és hőforrás felé néz. Az Essa konfiguráció olyan felszíni körülményeket eredményez, amelyek megolvasztják a sziklákat, és hatalmas kiterjedésű olvadt láva keletkezik.
Az James Webb NIRSpec műszere által gyűjtött adatok több mint 37 órás folyamatos megfigyelés során a bolygó közel négy teljes pályáját rögzítették. Az Essas mérések lehetővé tették az infravörös fényerő változásainak feltérképezését, és megerősítették, hogy a megfigyelt hőmérséklet nem magyarázható pusztán egy kitett kőzettel.
A nehézfémekben szegény, Via Láctea vastag korongjában található csillag összetétele befolyásolja a bolygó kialakulását. Pesquisadores úgy véli, hogy a TOI-561 b-nek kisebb vasmagja és kevésbé tömör ásványi anyagú köpenye lehet, ami hozzájárul a sűrűség csökkenéséhez.
Megfigyelési módszer és adatelemzés
Az alkalmazott technika magában foglalja az infravörös emisszió mérését másodlagos fogyatkozások során, amikor a bolygó elhalad a csillag mögött. Sem atmoszférában, a várható fényerő nagyobb lenne a magas közvetlen felületi hőmérséklet miatt.
A megfigyelések olyan emissziós spektrumot tártak fel, amely illékony gázokra mutat, beleértve a vízgőzt, szén-dioxidot és szilikátokat is. Az Esses komponensek felhőket képeznek, amelyek visszaverik a csillagok fényének egy részét, és segítik a felmelegedés mérséklését a felső rétegekben.
A csapat elméleti modelleket elemzett, hogy összehasonlítsa a valós adatokkal. Apenas vastag légköri forgatókönyvek reprodukálták a mért hőmérsékleteket, kizárva az alternatív magyarázatokat, mint például az izolált kőzet összetételének változásait.
Az General Observers 3860 megfigyelőprogram részletes adatsort adott. Az Futuras elemzéseknek finomítaniuk kell a bolygó körüli hőtérképezést, és azonosítaniuk kell a légkörben lévő specifikus vegyületeket.
Légköri visszatartó mechanizmusok
A csillagaikhoz oly közel eső bolygókon az intenzív sugárzás gyakran évmilliárdok alatt eltávolítja a gázokat. A TOI-561 b esetében úgy tűnik, hogy a magma-óceán és a légkör közötti dinamikus egyensúly tartja a helyén az illékony anyagokat.
Az olvadt belsejéből felszabaduló gázok táplálják a légköri réteget. Ezen vegyületek közül Parte-et a magma visszanyel, korlátozva ezzel a térben való veszteséget.
Ez a folyamatos kölcsönhatás kezdeti kialakulása óta illékony anyagokban gazdag bolygót igényel. A “nedves lávagolyó” leírása szemlélteti a felület és a gázok közötti ciklikus cserefolyamatot.
Alacsony sűrűség és belső összetétel
A TOI-561 b sűrűsége alacsonyabb, mint egy szárazföldi összetételű sziklás világban várható. Essa karakterisztikája egy kis mag és kitágult köpeny kezdeti hipotéziséhez vezetett.
A légkör jelenléte hozzájárul a nagyobb látszólagos térfogathoz, csökkentve a számított sűrűséget. Az öreg, vasban szegény csillag az Sistema Solar-től eltérő őskörnyezetben való keletkezésre utal.
A köpenyben lévő kevésbé sűrű ásványok összhangban vannak a csillagok megfigyelt kémiájával. Az Essa kombináció megmagyarázza, hogy a bolygó miért nem fér bele a szuperföldek szabványos modelljébe.
Megfigyelések: James Webb
A teleszkóp folyamatosan figyelte a rendszert, és rögzítette a fényerő változásait többszörös pálya során. Az Essa megközelítés finom részleteket rögzített a hőelosztásról.
A NIRSpec közeli infravörös spektrumokat biztosított, amelyek nélkülözhetetlenek a hőmérséklet becsléséhez és a légköri jelek észleléséhez. A kezdeti eredmények már a vártnál nagyobb bonyolultságot jeleznek.
A csapat folytatja a teljes adatkészlet feldolgozását. Novas információnak kell megjelennie a bolygó körüli hőingadozásokról a következő elemzésekben.
Következtetések az exobolygó tanulmányozására
Ez a felfedezés megerősíti, hogy a szélsőséges sziklás világok hosszan tartó légkört képesek fenntartani. Az Ela kibővíti a gáz visszatartásának megértését ellenséges környezetben.
Az ultrarövid periódusú bolygók újból figyelmet kapnak a légkör jellemzésének célpontjaiként. Hasonló Observações más rendszerekben segít finomítani a bolygófejlődés modelljeit.
A sziklás exobolygó légkörének eddigi legerősebb bizonyítéka utat nyit a jövőbeli vizsgálatok számára. Técnicas James Webb-ből, amelyeket hasonló célpontokra alkalmaznak, további felfedezéseket ígér a bolygók sokféleségéről.
