Jak wynika z nowych badań, egzoplaneta słynąca ze swojej zabójczej pogody ukrywa jeszcze jedną dziwną cechę.
Atmosfera HD 189733 b – gazowego olbrzyma wielkości Jowisza – zawiera śladowe ilości siarkowodoru, cząsteczki, która nie tylko śmierdzi, ale także dostarcza naukowcom nowych wskazówek na temat tego, jak siarka, budulec planet, może wpływać na wnętrza i atmosfery gazowych światów poza Układem Słonecznym. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie „Nature”.
Siarkowodór jest główną cząsteczką, o której istnieniu nie wiedzieliśmy. Przewidywaliśmy, że będzie – i wiemy, że jest – na Jowiszu, ale dotychczas nie wykryliśmy go poza Układem Słonecznym – powiedział Guangwei Fu, astrofizyk z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa w Baltimore, który kierował badaniami. Nie szukamy życia na tej planecie, ponieważ jest ona zbyt gorąca, ale znalezienie siarkowodoru jest kamieniem milowym do wykrycia tej cząsteczki na innych planetach i lepszego zrozumienia, w jaki sposób powstają różne rodzaje planet.
Oprócz zaobserwowania siarkowodoru i pomiaru ogólnej zawartości siarki w atmosferze HD 189733 b zespół Fu precyzyjnie zmierzył główne źródła tlenu i węgla na planecie – wodę, dwutlenek węgla i tlenek węgla.
Siarka jest pierwiastkiem niezbędnym do budowy bardziej złożonych cząsteczek i – podobnie jak węgiel, azot, tlen i fosfor – naukowcy muszą ją dokładniej zbadać, aby w pełni zrozumieć, jak powstają planety i z czego są zbudowane – powiedział Fu. Znajdujący się w odległości zaledwie 64 lat świetlnych od Ziemi HD 189733 b jest najbliższym „gorącym jowiszem”, którego astronomowie mogą obserwować przechodzącego przed swoją gwiazdą, co czyni go planetą wzorcową dla szczegółowych badań atmosfer egzoplanetarnych od czasu jego odkrycia w 2005 roku.
Planeta znajduje się około 13 razy bliżej swojej gwiazdy niż Merkury od Słońca i potrzebuje tylko około dwóch ziemskich dni, aby ją okrążyć. Panują na niej upalne temperatury rzędu 920 stopni Celsjusza i słynie z nieprzyjaznej pogody – w tym wiatru wiejącego z prędkością 8 tysięcy kilometrów na godzinę. Podobnie jak w przypadku wykrywania wody, dwutlenku węgla, metanu i innych krytycznych cząsteczek na innych egzoplanetach, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) daje naukowcom kolejne nowe narzędzie do śledzenia siarkowodoru i pomiaru zawartości siarki na planetach gazowych poza Układem Słonecznym.
Nowe dane wykluczyły również obecność metanu w HD 189733 b dzięki bezprecedensowej precyzji i obserwacjom w podczerwieni za pomocą JWST, co podważa wcześniejsze twierdzenia o obfitości tej cząsteczki w atmosferze. Zespół zmierzył również poziomy metali ciężkich, takich jak te na Jowiszu, co może pomóc naukowcom odpowiedzieć na pytania dotyczące tego, w jaki sposób metaliczność planety koreluje z jej masą.
Mniej masywne olbrzymie lodowe planety, takie jak Neptun i Uran, zawierają więcej metali niż te znalezione w gazowych olbrzymach, takich jak Jowisz czy Saturn, największe planety w Układzie Słonecznym. Wyższa metaliczność sugeruje, że Neptun i Uran zgromadziły więcej lodu, skał i innych ciężkich pierwiastków w stosunku do gazów takich jak wodór i hel we wczesnych okresach formowania. Naukowcy sprawdzają, czy ta korelacja dotyczy również planet pozasłonecznych.
Omawiana planeta znajduje się blisko Ziemi i została dobrze zbadana. Teraz mamy nowe pomiary, które pokazują, że stężenie metali na tej planecie stanowi bardzo ważny punkt zaczepienia do badania, w jaki sposób skład planety zmienia się wraz z jej masą i promieniowaniem – powiedział Fu. Odkrycia te umożliwiają lepsze zrozumienie tego, w jaki sposób planety formują się poprzez tworzenie bardziej stałego materiału po początkowym utworzeniu się jądra, a następnie są naturalnie wzbogacane metalami ciężkimi.
W nadchodzących miesiącach zespół Fu planuje śledzić siarkę na większej liczbie egzoplanet i dowiedzieć się, jak wysoki poziom tego związku może wpływać na to, jak blisko formują się one w pobliżu swoich gwiazd macierzystych.
Chcemy wiedzieć, jak tego rodzaju planety się tam znalazły, a zrozumienie ich składu atmosferycznego pomoże nam odpowiedzieć na to pytanie – powiedział Fu.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Stench Of a Gas Giant? Nearby Exoplanet Reeks Of Rotten Eggs. And That's A Good Thing
- Hydrogen sulfide and metal-enriched atmosphere for a Jupiter-mass exoplanet
Źródło: Johns Hopkins University
Na ilustracji: Wizja artystyczna egzoplanety HD 189733 b. Źródło: Roberto Molar Canndanosa/Johns Hopkins University
