Egy mini-neptunusz légkörét vizsgálták a James Webb-űrteleszkóppal

1918

A NASA James Webb űrteleszkópja egy Naprendszerünkön kívüli, távoli bolygót figyelt meg, hogy megnézze milyen is egy erősen tükrözödő világ, amelynek párás a légköre, és amelyhez hasonló a Naprendszer bolygói között nem található. Ez az eddigi legközelebbi bepillantás ebbe a titokzatos világba, amely eddig nagyrészt átláthatatlan volt a korábbi megfigyelések számára.

Bár a GJ 1214 b nevű bolygó egy „mini-neptunusz”, amely túl forró ahhoz, hogy folyékony-vizes óceánok legyenek rajta, azonban a víz elpárolgott formában még mindig a légkörének jelentős részét képezheti.

„A bolygót teljesen beborítja valamiféle köd vagy felhőréteg” – mondta Eliza Kempton, a Marylandi Egyetem kutatója, a Nature-ben megjelent tanulmány vezető szerzője a bolygóról. „A légkör egészen rejtve maradt előttünk idáig.” Ha a bolygó valóban vízben gazdag, korábban egy „vízi világ” lehetett, nagy mennyiségű vizes és jeges anyaggal a kialakulása idején.

Azért, hogy áthatoljanak egy ilyen vastag akadályon, a kutatócsoport egy újszerű megközelítést vetett be: a szokásos megfigyelés mellett megörökítették a gazdacsillagnak a bolygó légkörén átszűrődő fényét, követve a bolygót a csillag körüli szinte teljes pályáján.

A megfigyelés demonstrálja a Webb középinfravörös műszerének (MIRI) teljesítőképességét. Ez a műszer az elektromágneses spektrum emberi szem által látható részén kívüli hullámhosszakon vizsgálódik. A MIRI segítségével a kutatócsoport egyfajta „hőtérképet” tudott készíteni a csillag körül keringő bolygóról. A hőtérkép felfedte a bolygó nappali és éjszakai oldalát és ezzel a légkör összetételének részleteit azokban a fázisokban, amikor a bolygó közvetlenül a csillag mögé lépett be, illetve amikor a túloldalon kilépett.

„Nagyon fontos volt, hogy egy teljes keringés során meg tudtuk figyelni a bolygót, hogy megértsük, a bolygó hogyan osztja el a hőt a nappali oldalról az éjszakai oldalra” – mondta Kempton. „Nagy a kontraszt a nappal és az éjszaka között, az éjszakai oldal hidegebb, mint a nappali.” Valójában a hőmérséklet 279-ről 165 Celsius-fokra változott.

Ilyen nagy változás csak nehezebb molekuláknál, mint pl. a vízből vagy metánból álló légkörökben lehetséges. Ez azt jelenti, hogy a GJ 1214 b légköre nem könnyebb hidrogénmolekulákból áll, ami potenciálisan fontos támpont a bolygó történetéhez és kialakulásához és talán vizes kezdetéhez.

„Ez nem az eredeti légkör” – mondta Kempton. „Nem tükrözi a gazdacsillag összetételét, amely körül kialakult. Ehelyett vagy sok hidrogént veszített, ha hidrogénben gazdag légkörből indult ki, vagy már kezdetben nehezebb elemekből alakult ki, jegesebb, vízben gazdag anyagból.

És bár a bolygó emberi mércével mérve forró, a vártnál sokkal hűvösebb – jegyezte meg Kempton. Ennek az az oka, hogy szokatlanul fényes a légköre, ami meglepetésként érte a kutatókat: a planéta légköre a gazdacsillag fényének nagy részét visszaveri, nem pedig elnyeli és felmelegszik.

Művészi elképzelés a GJ 1214 b bolygóról.

Az új megfigyelések utat nyithatnak egy bizonytalanságba burkolt bolygótípus mélyebb megismeréséhez. A mini-neptunusz, vagy ahogy a szakfolyóiratban hívják szub-neptunusz, a Galaxis legelterjedtebb bolygótípusa, de számunkra titokzatos, mert a Naprendszerünkben nem fordulnak elő ilyenek. Az eddigi mérések azt mutatják, hogy nagyjából hasonlítanak a saját Neptunuszunk egy kicsinyített változatára, de ezen túlmenően keveset tudunk róluk.

„Az elmúlt közel egy évtizedben az egyetlen tény, amit igazán tudtunk erről a bolygóról az az volt, hogy a légköre felhős vagy ködös” – mondta Rob Zellem exobolygó-kutató, aki a cikk egy másik társszerzőjével, Tiffany Kataria exobolygó-kutatóval dolgozik együtt a NASA Jet Propulsion Laboratory-ban Dél-Kaliforniában. „Ez a cikk fontos következtetéseket ad a további részletes éghajlati értelmezésekhez, hogy megvizsgáljuk a bolygó légkörében zajló fizikai folyamatokat.”

Az új munka azt sugallja, hogy a bolygó a vörös törpe csillagától távolabb alakulhatott ki, majd fokozatosan bespirálozott a jelenlegi, közeli pályájára. A bolygó egy éve, azaz a csillag körüli pályájának ideje, mindössze 1,6 földi nap. „A legegyszerűbb magyarázat, ha vízben nagyon gazdag bolygót találunk, hogy az a gazdacsillagtól távolabb alakult ki” – mondta Kempton.

A GJ 1214 b további megfigyeléseire lesz szükség ahhoz, hogy újabb részleteket tudjunk meg róla, valamint a mini-neptunusz osztályba tartozó más bolygók kialakulásának történetéről. Bár valószínűnek tűnik a vizes légkör ezen a bolygón, jelentős mennyiségű metán is lehet az atmoszférában. Ahhoz, hogy a mini-neptunuszok kialakulására vonatkozó további következtetéseket lehessen levonni, több ilyen bolygó részletes vizsgálata szükséges. „Az ehhez hasonló objektumok egész populációjának megfigyelésével remélhetőleg egy következetes történetet tudunk majd felépíteni” – mondta Kempton.

Forrás: www.nasa.gov

Hozzászólás

hozzászólás