На тази екстремна екзопланета облаците са от метални изпарения и валят скъпоценни камъни
Условията на гигантска екзопланета, ситуирана на 855 светлинни години от нас, са толкоз рискови, че нейните облаци са построени от изпарени метали, а когато вали, падат рубини и сапфири.
До това умозаключение стигат астрономи след извънредно подробен разбор на нейната атмосфера. Благодарение на това към този момент знаем изискванията и динамичностите в непрекъснато обхванатата от мрак страна на екзопланетата.
„ Въпреки че до този миг са открити хиляди екзопланети, ние съумяваме да изучим атмосферите на дребна част от тях заради предизвикателното естество на наблюденията – споделя астрономът Томас Микал-Евънс от астрономическия институт „ Макс Планк “ в Германия. – Сега към този момент не вършим просто изолирани фрагменти на съответни райони от атмосферата на планетата, а ги учим като 3D системи – такива, каквито са в реалност. “
Въпросната екзопланета е една от най-прословутите и добре изучени досега. Тя се споделя WASP-121 b и е открита за първи път през 2015 година Това е газов колос с маса, която е към 1,18 пъти по-голяма от тази на Юпитер. Освен това се намира в извънредно близка орбита към своята звезда – обикаля я едвам за 1,27 дни. Две години откакто е открита WASP-121 b се трансформира в първата екзопланета, в чиято стратосфера е открита вода.
Шансът обаче WASP-121 b да е обитаема е най-малък. Заради въпросната близка орбита температурите варират от 1227 до 2727 градуса по Целзий.
Тъй като тази голяма екзопланета се намира толкоз покрай своята звезда (WASP-121), тя попада в категорията горещи юпитери - газови колоси, които се завъртат към звездата за по-малко от 10 дни. От съвсем 5000 екзопланети, доказани досега, над 300 принадлежат към тази рискова категория, само че WASP-121 b се характеризира като " първообраз " за свръхгорещи юпитери.
Освен това екзполанетата и нейната звезда са характерен образец за така наречен синхронно въртене Това се случва, когато обещано орбитиращо тяло се завърта със същата скорост, с която се върти към различен обект. Това значи, че екзопланетата постоянно е обърната с една съответна страна към своята звезда – тя е обгърната в изпепеляваща светлина. Другата пък тъне във безконечен мрак. Предишни проучвания, осъществени върху атмосферата на дневната страна на WASP 121 b, откриват изпарения от тежки метали.
Нощната страна обаче е малко по-трудна за изследване, защото е към 10 пъти по-тъмна от дневната. За да получат по-детайлна информация за цялата екзопланета, учените употребяват телескопа „ Хъбъл “, с цел да следят две цялостни орбити на WASP-121 b. Впоследствие сливат данните от наблюденията върху дневната и нощната страна и получават една по-цялостна картина върху атмосферата на екзопланетата.
Този подробен и изменящ се набор на светлината разрешава на експертите да следят и реконструират за първи път цялостния воден цикъл на планетата.
„ Видяхме тази водна характерност и картографирахме по какъв начин е трансформира в другите елементи от орбитата на планетата ”, изяснява Микал-Еванс.
На Земята водата минава в разнообразни етапи – течна, изпарения, лед. На WASP-121 b (дори на нощната страна) температурите са толкоз високи, че водата не може да съществува нито в течна, нито в твърда фаза. Вместо това на дневната страна, където температурите надвишават 2727 келвина, загубата на сила от водните молекули ги кара да сияят в инфрачервени дължини на вълната. Температурата може даже да ги накара да се разпаднат и да се разделят на водород и О2.
Нощната страна е много по-студена, въпреки че по земните стандарти и там е изпепеляваща горещина – най-ниско градусите падат до 1227 келвина. Тази рискова температурна разлика сред двете полукълба основава непрекъсната разлика в налягането, която генерира рисково западни ветрове, обхващащи екзопланетата и помитащи водните молекули и атомите.
„ Тези ветрове са доста по-бързи от нашите струйни течения и евентуално могат да придвижат облаци из цялата планета за към 20 часа “, споделя астрофизикът Тансу Дейлан от Масачузетския софтуерен институт.
Когато тези ветрове доближат нощната страна на WASP-121 b, температурите са задоволително ниски, че водата още веднъж се трансформира в пара. След това тя отново се озовава от дневната страна.
Водата обаче не се кондензира още веднъж в облаци. Вместо това изследователският екип демонстрира, че температурите на нощната страна са задоволително ниски, че да могат да се образуват облаци от металите, които към този момент сме засичали в атмосферата на WASP-121 b. А точно – ванадий, желязо, хром, калций, натрий, магнезий и никел. Но не и исполин или алуминий. Екипът има вяра, че тези детайли евентуално се кондензират и пропадат дълбоко в атмосферата на екзопланетата, където не можем да ги засечем. Там алуминият евентуално се комбинира с О2, с цел да образува минерала корунд – кристалната форма на алуминиевия оксид. Когато корундът тук на земята се смеси със следи от други метали, като да вземем за пример ванадий, желязо хром или исполин, той образува рубини и сапфири. Това значи, че на WASP-181 b евентуално валят скъпоценни камъни (както и на Нептун и Уран, впрочем). Така или другояче, няма по какъв начин да ги прибавяме, само че WASP-181 b е прелестен образец за невероятното многообразие от светове във Вселената.
Изследването е оповестено в Nature Astronomy.
Източник: Science Alert
