Kavicseső, fémfelhők és egyéb extrém időjárási jelenségek szuperforró jupitereken

4944

A NASA Hubble-űrteleszkóp kutatói igazán forró hangulatban dolgozhatnak a különleges ultraforró jupiterek osztályába tartozó exobolygókat kutatva. Ezek a felfúvódott, Jupiter-méretű bolygók annyira közel keringenek a csillagukhoz, hogy 1600 °C-ot is meghaladó hőmérsékletek uralkodnak rajtuk. Ez elég forró ahhoz, hogy a legtöbb fémet elpárologtassa, még a titánt is. Az ilyen típusú bolygók rendelkeznek az eddig megfigyelt legforróbb légkörökkel.

A Hubble-űrteleszkóp kutatói két új tanulmányban számolnak be a fortyogó bolygókon előforduló, bizarr időjárási körülményekről. Az egyik bolygón elpárolgott kőzetek alkotta eső esik, a másik felső légköre pedig még tovább forrósodik, mert a csillagának intenzív UV sugárzása miatt ,,leég”. Ezek a kutatások többek, mint furcsa és különleges bolygólégkörök utáni vadászat. Az extrém időjárási körülmények tanulmányozásával jobban megismerhető a galaxisunkban szétszórt bolygók sokfélesége, komplexitása és egzotikus kémiája is.

David Sing kutató szerint, aki mindkét tanulmány elkészítésében részt vett, még mindig nincs igazán tiszta képünk a különböző bolygókon tapasztalható időjárásokról. Ha a Földet vesszük, akkor minden időjárás előrejelzésünk finoman hangolt a méréseinkhez. Egy távoli exobolygón azonban csak korlátozott előrejelzéseket tehetünk, mert nincsen még általános elméletünk az atmoszférákban egyesülő rengeteg folyamat leírására, se arra, hogy ezek hogyan reagálnak az extrém körülményekre. Ha ismerjük is az alapvető kémiát és fizikát, nem tudhatjuk milyen bonyolult módokon fognak megnyilvánulni.

A KELT-20b jelű, kb. 400 fényév távolságban keringő szuperforró jupiter fantáziarajza. (Forrás: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI))

A Nature folyóiratban április 7-én publikált tanulmányban a WASP-178b jelű, kb. 1300 fényév távolságban keringő exobolygó Hubble megfigyelési adatait elemzik. A bolygó nappali oldalán a légkörben nincsenek felhők és magas a szilícium-monoxid koncentrációja. Mivel a bolygó egyik oldala folyamatosan a csillag felé fordul, a perzselő atmoszféra elképesztő, 3000 km/h sebességnél is gyorsabb szelekkel csap át az éjszakai oldalra. A szilícium-monoxid eléggé lehűlhet a bolygó sötét oldalán ahhoz, hogy kőzetek formájában kikondenzálódva a felhőkből ,,kavicseső” essen; de még hajnalban és naplemente idején is elég forró a bolygó ahhoz, hogy elpárologtassa a sziklás kőzeteket.

Az Astrophysical Journal Letters folyóiratban január 24-én megjelent cikkben a kb. 400 fényévnyire található KELT-20b szuperforró jupitert vizsgálják. Ezen a bolygón az anyacsillagának UV sugárzása a földi sztratoszférához hasonló réteget alakít ki. Guangwei Fu, a cikk vezető szerzőjének elmondása szerint eddig nem ismertük, hogy közvetlenül milyen hatást gyakorol egy csillag a bolygójának légkörére. Sok elméletünk volt rá, de ez az első megfigyelési adat. Összehasonlításképpen, a Földön a légköri ózon elnyeli az UV sugárzást és 10 – 50 km-es magasság között felmelegíti a légrétegeket. A KELT-20b bolygón a csillag UV sugárzása felmelegíti a légkörben található fémeket, ezzel nagyon erős hőinverziós réteget alakítva ki.

A bizonyítékot a Hubble-űrteleszkóp közeli infravörös tartományú vízmérései, illetve a NASA Spitzer-űrteleszkópjának szén-monoxid mérései szolgáltatták. Ezek keresztülsugároznak a forró, átlátszó felső légkörön, amit az inverziós réteg hoz létre. Az így kialakuló spektrum egyedi a hűvösebb csillagok (mint a mi Napunk is) körül keringő forró jupiterekre, a KELT-20b emissziós spektruma viszont eléggé eltérő a többi forró jupiterhez képest. Az eredmények fontos bizonyítékai annak, hogy a bolygók nem izolált rendszerek, hanem közvetlenül befolyásolja őket központi csillaguk.

Habár a szuperforró jupiterek a mi megközelítésünk szerint lakhatatlanok, az ilyen típusú kutatásokkal a potenciálisan lakhatatlan földszerű bolygók felismeréséhez is közelebb kerülünk. Ha nem sikerül rájönni, hogy mi zajlik a szuperforró jupitereken, ahol rendelkezésünkre állnak megbízható megfigyelési adatok, akkor esélyünk sem lesz kitalálni, hogy mi történik a gyengébb spektrumokat produkáló földszerű exobolygókon. Ezekkel a kutatásokkal egyben a megfigyelési technikánkat is teszteljük, vele pedig tovább építhetjük a felhők keletkezéséről, illetve a bolygólégkörök szerkezetéről és fizikai tulajdonságairól alkotott általános elméleteinket.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás