Zjawisko przypominające tęczę może świecić na piekielnej egzoplanecie WASP-76b

Zapisz się na biuletyn naukowy CNN dotyczący teorii cudów. Eksploruj wszechświat dzięki wiadomościom o fascynujących odkryciach, postępach naukowych i nie tylko.

CNN
—

Astronomowie odkryli po raz pierwszy zjawisko przypominające tęczę występujące na planecie poza naszym Układem Słonecznym, co może ujawnić nowe spostrzeżenia na temat obcych światów.

Obserwacje wykonane przez Kosmiczny Teleskop Cheopsa Europejskiej Agencji Kosmicznej, czyli satelitę egzoplanety, ujawniły „uderzenie chwały” w WASP-76b, niezwykle gorącą egzoplanetę znajdującą się 637 lat świetlnych od Ziemi.

Najczęściej spotykany na Ziemi efekt polega na Koncentryczne kolorowe pierścienie światła, które powstają, gdy światło odbija się od chmur wykonanych z jednolitego materiału.

Poza Ziemią Uderzenie Chwały obserwowano jedynie na Wenus, dopóki Chufu i inne misje nie odebrały niewiarygodnie słabego sygnału wskazującego, że miało ono miejsce w przegrzanej atmosferze planety WASP-76b. Na podstawie sygnału wykrytego przez Chufu astronomowie uważają, że zjawisko atmosferyczne jest zwrócone bezpośrednio w stronę Ziemi.

Naukowcy ogłosili szczegóły obserwacji 5 kwietnia w czasopiśmie Astronomia i astrofizyka.

„Istnieje powód, dla którego chwały nigdy nie widziano poza naszym Układem Słonecznym, a mianowicie wymaga to bardzo dziwnych warunków” – stwierdził w oświadczeniu główny autor badania Olivier Demanjon, astronom z Instytutu Astrofizyki i Nauk o Kosmosie w Portugalii . „Po pierwsze potrzebujemy cząsteczek atmosfery, które są idealnie kuliste, doskonale jednolite i wystarczająco stabilne, aby móc je obserwować przez długi czas. Gwiazda znajdująca się blisko planety musi świecić bezpośrednio na nią, z obserwatorem – tutaj Chufu – zwróconym dokładnie w prawo kierunek.”

WASP-76b budzi zainteresowanie astronomów od czasu jej odkrycia w 2013 roku.

Egzoplaneta krąży blisko swojej gwiazdy macierzystej, charakteryzuje się wysoką temperaturą i promieniowaniem Ta gwiazda podobna do Słońca — ponad 4000 razy więcej promieniowania, jakie Ziemia otrzymuje od naszego Słońca — spowodowała puchnięcie WASP-76b, czyniąc ją dwukrotnie większą od Jowisza, największej planety w naszym Układzie Słonecznym.

Planeta jest związana pływowo ze swoją gwiazdą, co oznacza, że ​​jedna strona, zwana stroną dzienną, jest zawsze zwrócona w stronę gwiazdy, podczas gdy druga strona planety jest zawsze nocą.

Dzienna strona WASP-76B osiąga upalne temperatury 2400°C (4352°F). Pierwiastki, które normalnie tworzą skały na Ziemi, topią się i odparowują po dziennej stronie, po czym kondensują i tworzą chmury, które po nocy uwalniają deszcze stopionego żelaza.

Astronomowie postanowili skoncentrować całą masę obserwatoriów, w tym Cheopsa, Kosmiczny Teleskop Hubble'a, obecnie wycofany Kosmiczny Teleskop Spitzera i misję TESS poszukującą planet, aby zbadać coś, co wydaje się być brakiem równowagi świetlnej. Stało się to, gdy WASP-76b krążyła przed swoją gwiazdą macierzystą.

Dane zebrane z Cheops i TESS, czyli satelity Transiting Exoplanet Survey, wskazują, że ta anomalia może wynikać z czegoś interesującego, co dzieje się w atmosferze powyżej strony dziennej.

Khufu zebrał dane z WASP-76b, gdy planeta przechodziła przed swoją gwiazdą, i wykonał 23 obserwacje w ciągu trzech lat.

Kiedy astronomowie przyjrzeli się danym, zauważyli niezwykły wzrost światła pochodzącego ze wschodniego „terminatora” planety, czyli światła granicznego pomiędzy stroną dzienną i nocną. W tym samym czasie z zachodniego Terminatora wyemitowano mniej światła.

„Po raz pierwszy wykryto tak gwałtowną zmianę jasności egzoplanety lub jej krzywej fazowej” – powiedział Demangione. „To odkrycie prowadzi nas do hipotezy, że ten nieoczekiwany blask może być spowodowany silnym, zlokalizowanym, anizotropowym (zależnym od kierunku) odbiciem – efektem chwały”.

Demangione powiedział, że jest bardzo szczęśliwy, mogąc uczestniczyć w pierwszym odkryciu tego typu światła pochodzącego z egzoplanety.

„To było wyjątkowe uczucie, szczególna satysfakcja, która nie zdarza się codziennie” – powiedział.

Chwała i tęcza to nie to samo. Tęcza pojawia się, gdy światło załamuje się, przechodząc kolejno przez dwa ośrodki o różnej gęstości, takie jak powietrze i woda. Kiedy światło jest zakrzywione, rozpada się na różne kolory, tworząc łukowatą tęczę.

Ale efekt chwały pojawia się, gdy światło przechodzi przez wąską szczelinę i załamuje się, tworząc wzorzyste pierścienie koloru.

Jeśli astronomowie naprawdę widzą efekt chwały na WASP-76b, oznacza to, że na planecie znajdują się trwałe chmury składające się z idealnie kulistych kropelek, czyli chmury, które stale się odnawiają. W obu przypadkach obecność takich chmur wskazuje, że temperatura atmosfery planety jest stabilna.

Dokładny charakter tego, co znajduje się w chmurach na WASP-76b, pozostaje tajemnicą, ale może to być żelazo, ponieważ pierwiastek ten był już wcześniej wykrywany w chmurach na planecie.

„Warto pamiętać o zdumiewającej skali tego, czego jesteśmy świadkami” – powiedział w oświadczeniu Matthew Standing, pracownik naukowy Europejskiej Agencji Kosmicznej zajmujący się badaniem egzoplanet. Stała nie brała udziału w badaniu.

„WASP-76b znajduje się kilkaset lat świetlnych od nas i jest gazowym olbrzymem, tak gorącym, że prawdopodobnie spadałby na niego deszcz stopionego żelaza” – powiedział Standing. „Wydaje się, że pomimo chaosu (badacze) wykryli potencjalne oznaki chwały. Jest to niezwykle słaby znak.

Zdaniem naukowców, jeśli astronomowie będą w stanie zaobserwować słaby sygnał zjawiska takiego jak chwała z odległości setek lat świetlnych, w przyszłości możliwe będzie również wykrycie obecności światła słonecznego odbijającego się od pozaziemskich zbiorników wodnych.

„Potrzebne są dodatkowe dowody, aby definitywnie stwierdzić, że to interesujące„ dodatkowe światło ”jest rzadką chwałą” – stwierdziła w oświadczeniu Teresa Loftinger, naukowiec projektu misji Ariel należącej do ESA. Nie brała udziału w badaniu.

Oczekuje się, że Ariel, czyli Large Infrared Atmospheric Remote Sensing Exoplanet Survey, wystartuje w 2029 roku i będzie badał atmosfery wielu różnych egzoplanet.

Loftinger stwierdziła, że ​​wierzy, że Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba lub Ariel mogą pomóc w udowodnieniu istnienia efektu chwały na WASP-76b.

„Moglibyśmy znaleźć jeszcze więcej niesamowitych kolorów świecących na innych egzoplanetach” – powiedziała.