Teleskop Webba zbadał atmosferę niedalekiej egzoplanety

Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba zdołał wykryć parę wodną, dwutlenek siarki i piaskowe chmury w atmosferze pobliskiej, pozasłonecznej planety WASP-107b. To milowy krok w badaniach planet, w tym związków między ich składem chemicznym i klimatem.

Naukowcy z Katolickiego Uniwersytetu w Lowanium (KU Leuven) i innych europejskich ośrodków, na łamach magazynu „Nature” (https://www.nature.com/articles/s41586-023-06849-0) donoszą o przełomowym dokonaniu w obserwacjach egzoplanet.

Z pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Weba zbadali atmosferę planety WASP-107b – oddalonego ponad 200 lat świetlnych od ziemi, krążącego wokół gwiazdy nieco chłodniejszej i mniej masywnej niż Słońce.

Planeta ma mniej więcej masę Neptuna, ale jest od niego znacznie większa, osiągając niemal rozmiary Jowisza.

Badacze podkreślają, że ta „puszystość” planety pozwoliła im zajrzeć 50 razy głębiej w jej atmosferę, niż udawało się to w czasie badań gazowych olbrzymów z naszego Systemu, np. Jowisza.

Co ważne, nie znaleziono metanu. Sugeruje to ciepłe wnętrze planety. Obecność dwutlenku siarki (większość ludzi zna jego zapach z zapalanych zapałek) to natomiast spora niespodzianka.

Wcześniejsze modele przewidywały bowiem brak tej substancji, ale nowe symulacje klimatu WASP-107b sugerują, że wspomniana „puszystość” planety tworzy środowisko dla powstawania tego związku. To dlatego, że rzadka atmosfera głębiej wpuszcza promieniowanie macierzystej gwiazdy, które wyzwala odpowiednie reakcje chemiczne.

Co więcej, promieniowanie emitowane przez dwutlenek siarki i parę wodną jest znacząco słabsze, niż byłoby pod nieobecność chmur.

Analiza wskazała, że w atmosferze WASP-107b można znaleźć chmury składające się z krzemionki, czyli głównego składnika zwykłego piasku.

„JWST rewolucjonizuje badania egzoplanet, dostarczając bezprecedensowego wglądu z niezwykłą szybkością” – mówi kierująca pracami Leen Decin.

„Dokonane przez działający na JWST instrument MIRI odkrycie chmur z piasku, wody i dwutlenku siarki na tej puszystej egzoplanecie to milowy krok. Odmienia on rozumienie formowania się planet i ich ewolucji, rzucając też nowe światło na nasz Układ Słoneczny” – dodaje.

Wspomniane chmury tworzą się w ten sposób, że podobnie jak na Ziemi woda, tak w panującej na miejscu wysokiej temperaturze, paruje i skrapla się krzemionka.

W badanych warstwach atmosfery WASP-107b temperatura wynosząca 500 st. C. jest jednak zbyt niska, aby takie chmury mogły powstać.

„To, że wysoko w atmosferze widzimy te chmury z piasku, musi oznaczać, że krople piaskowego deszczu parują w głębszych, bardzo gorących warstwach, a powstałe opary krzemionki są skutecznie transportowane do góry, gdzie ponownie kondensują, tworząc chmury. To bardzo podobne do obiegu pary wodnej i chmur na Ziemi, tylko, że krople składają się są z piasku” – wyjaśnia współautor odkrycia dr Michiel Min.

Ten ciągły cykl sublimacji i kondensacji odpowiada za trwałą obecność piaskowych chmur – tłumaczą naukowcy.(PAP)

Marek Matacz