Korzystający z obserwacji z JWST międzynarodowy zespół naukowców zidentyfikował w atmosferze WASP-18 b parę wodną masywnej egzoplanety w typie gorącego Jowisza o temperaturze 2700 stopni Celsjusza.
Egzoplaneta WASP-18 b znajduje się w odległości około 400 lat świetlnych od Ziemi, jest 10 razy masywniejsza od Jowisza i ma okres orbitalny krótszy niż jeden ziemski dzień. Jej ekstremalna bliskość do gwiazdy, względna bliskość Ziemi i duża masa sprawiły, że stała się intrygującym celem dla naukowców od czasu jej odkrycia w 2009 roku. Teraz, dzięki obserwacjom przeprowadzonym przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, udało się stworzyć najbardziej szczegółową jak dotąd mapę tego gorącego gazowego olbrzyma.
W celu zbadania WASP-18 b zespół zmapował jej temperaturę (jasność), wykrywając wtórne zaćmienie, czyli moment, w którym planeta przesuwa się za swoją gwiazdę i następnie pojawia w polu widzenia ponownie, oraz zbadał różnice termiczne na dziennej półkuli planety – stronie, która zawsze jest zwrócona w kierunku gwiazdy. Takie mapowanie JWST wykazało ogromną zmianę temperatury, wynoszącą aż1000 stopni – od najgorętszego punktu naprzeciwko gwiazdy do tak zwanego terminatora, czyli linii przejściowej między oświetlonymi i zacienionymi częściami planety, które są w nieprzerwanym zmierzchu.
Biorąc pod uwagę, o ile chłodniejsza jest planeta na terminatorze, zespół naukowy podejrzewa, że silne pole magnetyczne uniemożliwia wiatrom skuteczną redystrybucję ciepła na jej nocną stronę. W związku z tym wiatry wieją od równika planety w kierunku jej biegunów północnego i południowego, a nie ze wschodu na zachód, jak można by się spodziewać.
Subtelna (i precyzyjna) sygnatura wody
W badaniach zarejestrowano również różne zmiany temperatury na różnych wysokościach warstw atmosfery gazowego olbrzyma i zmierzono cechy wody obecnej na różnych wysokościach w jej widmie, choć wiadomo, że temperatury wynoszą tam prawie 2700 oC, a tak ekstremalne ciepło rozerwałoby większość cząsteczek wody. Zdolność do wykrycia tak niewielkich ilości tych cząsteczek świadczy o niezwykłej czułości JWST.
To wspaniałe uczucie spojrzeć po raz pierwszy na widmo WASP-18 b uzyskane dzięki JWST i zobaczyć subtelną, ale precyzyjnie zmierzoną sygnaturę wody – powiedział Louis-Philippe Coulombe, doktorant na Uniwersytecie w Montrealu i główny autor artykułu. Korzystając z takich pomiarów, będziemy w stanie wykryć takie cząsteczki w przypadku szerokiej gamy planet w nadchodzących latach!
Analizując widmo WASP-18 b, dowiadujemy się nie tylko o różnych cząsteczkach, które można znaleźć w jej atmosferze, ale także o sposobie jej formowania się. Z naszych obserwacji wynika, że skład WASP-18 b jest bardzo podobny do składu jej gwiazdy, co oznacza, że najprawdopodobniej powstała ona z resztek gazu, który był tam tuż po narodzinach gwiazdy – dodaje Enric Pallé, badacz z IAC i współautor badania:
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.
Więcej informacji:
- Evidence of water found in the atmosphere of an ultra-hot gas giant
- A broadband thermal emission spectrum of the ultra-hot Jupiter WASP-18b
Źródło: IAC
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Artystyczne odwzorowanie powierzchni planety WASP-18 b. Źródło: Keith Miller (Caltech/IPAC)