Időjárásjelentés a HAT-P-2b-ről: forróság és viharos szelek

872

Az exoplanetológia és
exometeorológia, vagyis a Naprendszeren kívüli bolygók felszínének
és időjárásának vizsgálata lassan valódi tudományággá
válik. 2007-ben, a Spitzer-űrtávcsőnek hála, sikerült az első
forró Jupitert feltérképezni. Persze ne gondoljunk túl sok
részletre, mindössze annyit sikerült kimutatni, hogy a legforróbb
folt a gyors szelek miatt nem pont a csillaggal néz farkasszemet,
hanem attól kissé eltolódik. De a módszer, amit a kutatók
kidolgoztak, más gázóriásokra is alkalmazható.

Infravörösben jelentősen kisebb lehet a csillag-bolygó kontraszt, mivel a forró Jupiterek fényesebbek, a csillagok viszont halványabbak, mint látható fényben.

A forró Jupiterek nem
csak felfedezés, de térképezés szempontjából is hálás
objektumok. A kötött keringés miatt, ahogy a bolygó körbejár a
csillag körül, az egész felszínt le lehet fedni, a forgás okozta
komplikációk kikerülésével. A fázisoknak megfelelően változik
ugyanis a rálátásunk az éjszakai és nappali oldalra. A különböző
hullámhosszú, így különböző hőmérsékletekről hírt hozó
infravörös fénygörbékből pedig rekonstruálható, hogy mikor
mennyire forró terület fordult épp felénk. A HAT-P-2b esetében
éppen ezt tették meg amerikai kutatók, a Spitzer adatai
segítségével.

A HAT-P-2b hőmérséklet-eloszlásának egy pillanatképe, a Spitzer mérési adatai és modellszámítások alapján. A teljes animáció itt érhető el.

A kötött keringés
miatt a bolygó két fele között igen komoly hőmérséklet-különbség
lép fel. Míg a nappali oldalon 2400 kelvines forróság is lehet,
az éjszakain “mindössze” 1200 kelvint mutatna a hőmérőnk.
Bár még ez is több száz fokkal forróbb, mint a Merkúr felszíne
teljes napsütésben, a hatalmas, több mint ezer fokos differencia
minden valószínűség szerint hatalmas szeleket hajt, amik a 2-6
km/s sebességet is elérhetik. Ehhez képest a leggyorsabb szelek a
Naprendszerben csak 0,5-0,6 km/s-mal (1800-2100 km/h) fújnak. Az
extrém időjáráshoz hozzájárul az is, hogy a bolygó
meglehetősen elnyúlt pályán kering a csillag körül, így a
besugárzás mértéke jelentősen változik. Végül utalnak jelek
arra is, hogy a fő felhőréteg felett kialakul, legalább
átmenetileg, hőmérsékleti inverzió, és talán egy páraréteg
is. Inverziót, vagyis hogy a légkör kifelé nem folyamatosan hűl,
sokfelé látunk, a Földön például a sztratoszféra teteje
melegebb az aljánál.

A szélsebesség egy pillanatképe, ugyanabból az animációból. A számítások alapján az egyenlítő mentén igen erős áramlás alakul ki.

De hogy festhet a
légköre egy forró Jupiternek? A hatalmas forróság több
következménnyel is jár. Egyrészt egy-kétezer fokon az
alkotórészek már nem víz-, metán- és ammóniafelhők, hanem
vélhetően szilikátok, vagyis “kőzet-felhők”. Másrészt,
amennyiben a jelenlegi légkörmodelljeink helyesek, a hőmérséklet
növelésével az időjárás is egyre “nagyobb” lesz: a viharok
sokkal nagyobbak lehetnek a Nagy Vörös Foltnál, a bolygó negyedét
is elfedhetik, akár párban is a két féltekén. Ugyanígy a
felhőövek és -zónák is, amelyek a Jupitert annyira fotogénné
teszik, meghíznak a melegtől, és csak kettő-három fér el
belőlük a teljes bolygón.

A HAT-P-2b egy lehetséges kinézete, egy 2008-as hidrodinamikai szimuláció alapján. A felső a hőmérséklet-eloszlást, az alsó az örvényesség mértékét és a szélsebességeket (nyilak) ábrázolja. (Forrás: Langton & Laughlin, 2008)

Ez azonban már inkább
csak spekuláció. A bolygólégkörök összetett szerkezetek, és
végső formájukat a hősugárzás mellett az áramlások és a
kémiai reakciók is alakítják.

Forrás: NASA Science, Astrophysical Journal

Hozzászólás

hozzászólás