Fémtojást talált a Hubble

34617

Hogyan lehet a forrónál is forróbb egy bolygó? Például úgy, hogy fémek szöknek meg a légköréből ahelyett, hogy felhővé állnának össze.

A NASA Hubble űrteleszkópjával végzett megfigyelések magnéziumot és vasat fedeztek fel a Naprendszerünkön kívüli WASP-121b jelzésű exobolygóról áramló gázban. Első alkalommal sikerült megfigyelni, ahogy fémeket – a csillagászatban ide sorolják a hidrogénnél és a héliumnál nehezebb elemeket – tartalmazó gáz szökik el egy forró Jupiterről, egy hatalmas, gázból álló exobolygóról, amely csillagához nagyon közel kering.

A forró Jupiterekhez hasonló méretű bolygók belseje általában még elég hideg ahhoz, hogy a magnéziumhoz és a vashoz hasonló nehezebb elemek felhővé kondenzálódjanak.

A WASP-121b esetében nem ez a helyzet. A bolygó veszélyesen közel kering a csillagához, olyannyira, hogy a felsőlégköre 2500 Celsius-fokra melegedett, ami tízszer forróbb, mint bármely más ismert bolygólégkör. A WASP-121 jelzésű rendszer nagyjából 900 fényévre van a Földtől.

 

Művészi illusztráció egy idegen világról, amely magnéziumot és vasat veszít a légköréből. (Forrás: NASA, ESA, and J. Olmsted (STScI))

 

„Más forró Jupiterekben is érzékeltek már fémeket, de csak az alsó légkörben.” – magyarázta David Sing (John Hopkins University). „Így nem tudhatjuk, szöknek a légkörből vagy sem. A WASP-121b esetében a bolygótól olyan nagy távolságra látunk magnéziumot és vasat, ahol a tömegvonzása már nem tarthatja azokat fogva.”

A bolygó csillaga fényesebb és forróbb a Napunknál. Ultraibolya sugárzása felmelegíti a felsőlégkört, és segíti a gáz szökését. Ráadásul Sing szerint a magnéziumot és vasat tartalmazó gáz hozzájárulhat a hőmérséklet emelkedéséhez. „Ezek a fémek átlátszatlanná teszik a légkört ultraibolya tartományban, ami hozzájárulhat a felsőlégkör felmelegedéséhez.” – magyarázta.

A sistergő bolygó olyan közel van a csillaghoz, hogy kis híján szétszakítja annak tömegvonzása. A szoros közelség miatt az árapály-erők tojás alakúra nyújtották a bolygót.

„Azért választottuk ezt a bolygót, mert annyira szélsőséges.” – mondta Sing. „Úgy gondoltuk, esélyünk lehet arra, hogy nehéz elemek szökését figyeljük meg. Annyira forró, és annyira könnyen megfigyelhető, hogy ez a legjobb esélyünk a fémek jelenlétének kimutatására. Főként magnéziumot kerestünk, de más exobolygók légkörében vasat is találtak már. Ennek ellenére meglepő volt, hogy az adatokból ilyen tisztán látszik a jelenlétük, ráadásul ilyen távol a bolygótól. A fémek főként azért szöknek el, mert a bolygó nagy és puffadt, így viszonylag kicsi a gravitációja. Ez az égitest folyamatosan veszít a légköréből.”

A kutatók a Hubble képalkotó spektrográfjával ultraibolya tartományban keresték a magnézium és vas jelenlétére utaló jellemzőket a WASP-121b jelzésű bolygó légkörén áthaladó csillagfény spektrumában, amikor a bolygó elhaladt a csillaga előtt.

Ez az exobolygó a NASA készülő James Webb-űrtávcsöve számára is megfelelő célpont lesz, amely infravörös tartományban fogja víz és széndioxid nyomait keresni, amelyek a hosszabb, vagyis vörösebb hullámhosszokon észlelhetők. A Hubble és a Webb észlelései segítségével a csillagászok pontosabb képet kaphatnak a bolygó légkörének összetételéről.

A WASP-121b megfigyelése része a Hubble PanCET exobolygó-kutató programjának, amelynek keretében 20 exobolygót vizsgálnak meg ultraibolya, látható és infravörös tartományban. A WASP-121b vizsgálatával többet tudhatunk meg arról, hogyan veszítik el a bolygók a kezdeti légkörüket. A bolygók kialakulásukkor abból a korongból gyűjtenek maguk köré légkört, amelyből ők maguk és a csillaguk is kialakultak. A kezdeti légkör könnyű gázokból áll, főként hidrogénből és héliumból, amelyek a világegyetem leggyakoribb elemei. Ez a légkör akkor tűnik el, amikor a bolygó a csillag felé vándorol.

„A forró Jupiterek főképp hidrogénből állnak, a Hubble pedig nagyon jól érzékeli a hidrogént, ezért tudjuk, hogy ezek a bolygók viszonylag könnyen elveszítik ezt a gázt.” – mondta Sing. „A WASP-121b esetében azonban folyamatos hidrogén- és héliumgáz-kiáramlást tapasztalunk, mintha egy folyó lenne, amely magával ragadja a fémeket is. Ez nagyon hatékony módja a tömegvesztésnek.”

Az eredményeket közlő tanulmány augusztus 1-jén jelent meg a The Astronomical Journal online felületén.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás