Hubbleův jeden & # 039; heavy metal & # 039; …
Jak může být planeta „teplejší než horká“? Odpověď je, když jsou detekovány těžké kovy, které unikají z atmosféry planety, místo aby se soustředily v oblacích.
Pozorování Hubbleova kosmického dalekohledu NASA odhalují přenos hořčíku a železného plynu z podivného světa mimo naši sluneční soustavu známého jako WASP-121b. Pozorování představují poprvé, kdy byly prvky těžší než vodík a hélium nazývané „těžké kovy“ viděny unikat z horkého Jupiteru, velké plynové exoplanety poblíž jeho hvězdy.
Za normálních okolností jsou horké planety velikosti Jupitera dostatečně chladné, aby kondenzovaly těžší prvky, jako je hořčík a železo, do mraků.
To však není případ WASP-121b, který obíhá velmi nebezpečně blízko své hvězdy, protože jeho horní atmosféra dosahuje 4 600 stupňů Fahrenheita. Teplota v horní atmosféře WASP-121b je asi 10krát vyšší než u jakékoli známé planetární atmosféry. Systém WASP-121 se nachází přibližně 900 světelných let od Země.
„Těžké kovy byly dříve pozorovány u jiných horkých Jupiterů, ale byly pozorovány pouze ve spodní atmosféře,“ řekl vedoucí výzkumný pracovník David Sing z Johns Hopkins University v Baltimore v Marylandu. “Takže nevíš, jestli utekli nebo ne.” S WASP-121b vidíme plyn hořčíku a železa tak daleko od planety, že nejsou vázáni gravitací. “
Ultrafialové světlo hvězdy, které je jasnější a teplejší než slunce, ohřívá horní atmosféru a pomáhá uniknout. Sing rovněž uvedl, že únik hořčíku a plynného železa může přispět ke zvýšení teploty. „Tyto kovy způsobí, že atmosféra bude v ultrafialovém prostředí neprůhlednější, což může přispět k oteplování horní atmosféry,“ vysvětlil.
Prskající planeta je tak blízko své hvězdy, že ji bude gravitační hvězda roztrhat. Tato objížděná vzdálenost znamená, že planeta je díky gravitačním slapovým silám tvarována jako fotbalový míč.
“Tuto planetu jsme si vybrali, protože je tak extrémní,” řekl Sing. “Mysleli jsme si, že máme šanci vidět útěk těžších prvků.” Nejlepší příležitostí k zjištění přítomnosti těžkých kovů je teplejší a pohodlnější sledování. Hledali jsme hlavně hořčík, ale v atmosféře byly stopy železa. Bylo však překvapivé vidět tak jasně v datech a v tak vysokých nadmořských výškách od planety. Těžké kovy unikají částečně proto, že planeta je tak velká a oteklá, že gravitace je relativně slabá. Jedná se o planetu, která aktivně uvolňuje svoji atmosféru. “
Vědci pomocí spektrografu kosmického dalekohledu observatoře sledovali ultrafialové světlo, spektrální podpisy hořčíku a železa otištěné ve světle hvězd filtrované atmosférou WASP-121b, když planeta procházela před hvězdou. z domova nebo z cestování.
Tato exoplaneta je také vynikajícím cílem pro nadcházející vesmírný dalekohled James Webb NASA, který hledá vodu a oxid uhličitý v infračerveném světle, které lze detekovat na delších, červenějších vlnových délkách. Kombinace pozorování Hubbleem a Webbem poskytne astronomům úplnější soupis chemických prvků, které tvoří atmosféru planety.
Studie WASP-121b je součástí průzkumu Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury (PanCET), což je program Hubble, který sleduje 20 exoplanet ze super světů (několikanásobek hmotnosti Země) na Jupiter (což je více než 100 hmoty Země). pevný). ), v první rozsáhlé srovnávací studii ultrafialového, viditelného a infračerveného záření ve vzdálených světech.
Pozorování WASP-121b doplňují vyvíjející se příběh o tom, jak planety ztratily svou primitivní atmosféru. Když se formují planety, shromažďují atmosféru obsahující plyn z disku, ze kterého byla vytvořena planeta a hvězda. Tyto atmosféry jsou složeny z primárních, lehčích plynů, vodíku a helia, nejhojnějších prvků ve vesmíru. Tato atmosféra se rozplývá, když se planeta blíží ke své hvězdě.
“Horké Jupitery jsou většinou vyrobeny z vodíku a Hubble je na vodík velmi citlivý, takže víme, že tyto planety mohou relativně snadno ztratit plyn,” řekl Sing. “Ale v případě WASP-121b vychází vodík a plynný helium téměř jako řeka a nese tyto kovy s sebou.” Je to velmi účinný mechanismus pro úbytek hmotnosti. “
Výsledky online dnes Astronomický časopis.
Hubble Space Telescope je projekt mezinárodní spolupráce mezi NASA a ESA (Evropská kosmická agentura). Goddardovo vesmírné letové středisko NASA v Greenbeltu v Marylandu spravuje dalekohled. Vědecký institut kosmického dalekohledu (STScI) v Baltimoru v Marylandu provádí vědecké operace Hubblem. STScI provozuje pro NASA Asociace univerzit pro astronomický výzkum ve Washingtonu, DC.
