Egzotikus folyadék és gáz jelenlétére utalnak a Hubble mérései a WASP-31b exobolygón

5905

Egy bolygó lakhatóságának egyik feltétele a sok közül, hogy a légkörében időjárási rendszerek működjenek. Ám az exobolygók sajnos túlságosan távol vannak tőlünk ahhoz, hogy időjárásukat a jelenlegi műszereinkkel közvetlenül tanulmányozhassuk. Azt azonban néhány Naprendszeren kívüli bolygó esetében már a mai eszközeinkkel is képesek vagyunk kimutatni, hogy találhatóak-e a légkörben olyan anyagok, amelyek egyáltalán lehetővé teszik az időjárási rendszerek kialakulását. Egy holland székhelyű csillagászcsoport most a WASP-31b jelű bolygón talált egy egzotikus vegyület, króm-hidrid jelenlétére utaló jeleket, amely az ott uralkodó nyomási és hőmérsékleti viszonyok között légnemű és folyékony halmazállapotban is jelen lehet egyszerre. Az ilyen halmazállapot-változás pedig az időjárás kialakulásának nélkülözhetetlen feltétele. Ugyanezt a Földön természetesen a víz biztosítja.

Míg a Naprendszer bolygóin és holdjain űrszondákkal kutathatunk a földön kívüli élet nyomai után, galaxisunk, a Tejútrendszer százmilliárdnyi távoli csillagának még annál is több exobolygóján hatalmas távolságuk miatt ezt jelenleg nem tudjuk megtenni. Kénytelenek vagyunk hát a távcsöveinkre szorítkozni tanulmányozásukban. Noha ezek az égitestek ahhoz is túlságosan távol vannak, hogy felszínüket távcsövünkkel felbontva megpillanthassuk, szerencsés konfiguráció esetén a központi csillagnak a bolygó légkörén áthaladó fénye mégis rengeteg dolgot elárulhat róluk.

Fantáziarajz egy, a csillagkorong előtt áthaladó forró jupiter típusú exobolygóról. Valójában a kontraszt sokkalta nagyobb a csillag és a bolygó korongja között, az utóbbi lényegében fekete folt, a bolygólégkör elnyelési színképe pedig a bolygó fekete korongja körülötti keskeny peremről származik csupán. Ez komoly nehézséget jelent az ilyen bolygólégkör-megfigyeléseknél. Forrás: ESA/ATG medialab, CC BY-SA 3.0 IGO.

Ehhez arra van szükség, hogy a bolygó keringése során átvonuljon a gazdacsillag korongja előtt. Ilyenkor a csillag színképében megfigyelhető a bolygólégkör elnyelési színképe, hiszen a csillagfény egy része a bolygó légkörén áthaladva jut el hozzánk, miközben a légkör kissé módosítja a színképet. Komoly nehézséget jelent ugyanakkor, hogy a csillagról hozzánk érkező fénynek csak egy igen csekély hányada halad keresztül a bolygó gázburkán, a többi, akadálytalanul terjedő csillagfény pedig szinte teljesen elnyomja ezt a gyenge jelet. Ezért nagyon komoly fénygyűjtő képességű távcsővel végezhetőek csak ilyen megfigyelések. Ezen a területen is jelentős előrelépést várunk a következő generációs óriástávcsövektől, leginkább a NASA idén talán már valóban felbocsátandó, 6,5 m-es főtükrű James Webb űrtávcsövétől, illetve az Európai Déli Obszervatórium már épülő 39 m-es tükörátmérőjű Rendkívül Nagy Távcsövétől.

A bolygólégkör elnyelési színképéből megállapítható az atmoszféra kémiai összetétele, valamint fizikai jellemzői. Ezek akár a földön kívüli élet jelenlétéről is árulkodhatnak majd egy napon. Vagy legalábbis jelezhetik, hogy a feltételek adottak-e az élet fennmaradására, például időjárási rendszerek működése révén. Jelenlegi eszközeinkkel azonban még csak a csillagukhoz közel keringő gázóriások, úgynevezett forró jupiterek légköréről tudunk elnyelési színképet felvenni. Ezeken túl nagy hőség uralkodik az élet jelenlétéhez, az időjárási rendszerek megfigyeléséről és működésükről azonban sokat tanulhatunk általuk.

A WASP-31b légkörét a Hubble-űrtávcsővel vizsgálta munkatársaival Marrick Braam, a holland Groningeni Egyetem kutatója. Ennek a bolygónak a szürkületi zónájában, vagyis a nappali és éjszakai féltekét elválasztó régióban, amelyről az elnyelési színkép információt szolgáltat, 1600 °C hőség uralkodik, a színkép pedig króm-hidrid jelenlétére utal. A felsőlégkörben uralkodó nyomásviszonyok között ez a vegyület éppen jelen tud lenni folyékony és a légnemű halmazállapotban is – akár csak a víz a Föld légkörében. Ez pedig felhő- és csapadékképződést jelenthet.

Most először sikerült a csillagászoknak króm-hidridet kimutatniuk egy forró jupiter légkörében, éspedig éppen a halmazállapot-változáshoz szükséges körülmények között. A WASP-31b kötött keringésű, vagyis mindig ugyanaz a félgömbje fordul a központi csillaga felé. Itt, a nappali oldalon a forróság miatt a króm-hidrid gáz halmazállapotú, míg az átellenes éjszakai félgömbön folyékony. Az óriási hőmérsékletkülönbség pedig minden bizonnyal erőteljes szeleket kelt a két félteke között. Mindezeket további észlelésekkel szeretnék a kutatók megerősíteni, mégpedig a James Webb űrtávcsővel, amint az megkezdi működését, és erre lehetőség nyílik.

Forrás: Phys.org

Hozzászólás

hozzászólás