_ Webb investighează răsărituri, apusuri eterne pe lumea îndepărtată

Cercetătorii care folosesc telescopul spațial James Webb au confirmat în cele din urmă ceea ce modelele au prezis anterior: o exoplanetă are diferențe între atmosfera ei de dimineață veșnică și cea de seară veșnică. WASP-39 b, o planetă uriașă cu un diametru de 1,3 ori mai mare decât Jupiter, dar cu o masă similară cu Saturn, care orbitează o stea la aproximativ 700 de ani lumină distanță de Pământ, este blocată în mod mare de steaua sa părinte. Aceasta înseamnă că are o parte constantă de zi și o parte de noapte constantă - o parte a planetei este întotdeauna expusă stelei sale, în timp ce cealaltă este întotdeauna învăluită în întuneric.

Folosind NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) de la Webb, astronomii au confirmat o diferență de temperatură între dimineața veșnică și seara veșnică pe WASP-39 b, seara părând mai fierbinte cu aproximativ 300 de grade Fahrenheit (aproximativ 200 de grade Celsius). Ei au găsit, de asemenea, dovezi pentru o acoperire diferită a norilor, porțiunea de dimineață a planetei fiind probabil mai înnorat decât seara.

Astronomii au analizat spectrul de transmisie de 2 până la 5 microni al WASP-39 b, o tehnică. care studiază terminatorul exoplanetei, granița care separă partea de zi și cea de noapte a planetei. Un spectru de transmisie este realizat prin compararea luminii stelare filtrate prin atmosfera unei planete în timp ce se deplasează în fața stelei, cu lumina stelară nefiltrată detectată atunci când planeta se află lângă stea. Când fac această comparație, cercetătorii pot obține informații despre temperatura, compoziția și alte proprietăți ale atmosferei planetei.

„WASP-39 b a devenit un fel de planetă de referință în studierea atmosferei exoplanetelor cu Webb. ”, a spus Néstor Espinoza, cercetător de exoplanete la Institutul de Știință al Telescopului Spațial și autor principal al studiului. „Are o atmosferă umflată, umflată, așa că semnalul care vine de la lumina stelelor filtrată prin atmosfera planetei este destul de puternic.”

Spectrele Webb publicate anterior ale atmosferei lui WASP-39b, care au relevat prezența dioxidului de carbon, dioxidul de sulf, vaporii de apă și sodiul reprezintă întreaga limită zi/noapte — nu a existat o încercare detaliată de a diferenția între o parte și cealaltă.

Acum, noua analiză construiește două spectre diferite de la terminator. regiune, împărțind în esență granița zi/noapte în două semicercuri, unul de seara și celălalt de dimineață. Datele dezvăluie că seara este semnificativ mai caldă, 1.450 de grade Fahrenheit (800 de grade Celsius), iar dimineața, 1.150 de grade Fahrenheit (600 de grade Celsius).

„Este cu adevărat uimitor că suntem capabili să facem analizați această mică diferență și este posibil doar datorită sensibilității lui Webb la lungimile de undă din infraroșu apropiat și a senzorilor săi fotometrici extrem de stabili”, a spus Espinoza. „Orice mișcare mică a instrumentului sau a observatorului în timpul colectării datelor ne-ar fi limitat sever capacitatea de a face această detecție. Trebuie să fie extraordinar de precisă, iar Webb este doar asta.”

Modelarea extinsă a datelor. obținut, de asemenea, permite cercetătorilor să investigheze structura atmosferei lui WASP-39 b, acoperirea norilor și de ce seara este mai caldă. În timp ce lucrările viitoare ale echipei vor studia modul în care acoperirea norilor poate afecta temperatura și invers, astronomii au confirmat că circulația gazelor în jurul planetei este principalul vinovat al diferenței de temperatură pe WASP-39 b.

La o Exoplanetă foarte iradiată, cum ar fi WASP-39 b, care orbitează relativ aproape de steaua sa, cercetătorii se așteaptă, în general, ca gazul să se miște pe măsură ce planeta se rotește în jurul stelei sale: gazul mai fierbinte din partea zilei ar trebui să se deplaseze seara spre partea nopții printr-un jet ecuatorial puternic. curent. Deoarece diferența de temperatură este atât de extremă, diferența de presiune a aerului ar fi, de asemenea, semnificativă, ceea ce, la rândul său, ar provoca viteze mari ale vântului.

Folosind modele de circulație generală, modele tridimensionale similare cu cele utilizate pentru a prezice tiparele meteorologice de pe Pământ, cercetătorii au descoperit că pe WASP-39 b vânturile predominante se deplasează probabil din partea nopții peste terminatorul de dimineață. , în jurul zilei, peste terminatorul de seară și apoi în jurul părții nopții.

Ca urmare, partea de dimineață a terminatorului este mai rece decât partea de seară. Cu alte cuvinte, partea de dimineață este lovită de vânturi de aer care au fost răcite pe partea de noapte, în timp ce seara este lovită de vânturi de aer încălzit în timpul zilei. Cercetările sugerează că vitezele vântului pe WASP-39 b pot atinge mii de mile pe oră.

„Această analiză este, de asemenea, deosebit de interesantă pentru că obții informații 3D pe planetă pe care nu le primeai înainte, ", a adăugat Espinoza. "Pentru că putem spune că marginea serii este mai fierbinte, asta înseamnă că este puțin mai umflat. Deci, teoretic, există o mică umflare la terminator care se apropie de partea de noapte a planetei."

Rezultatele echipei au a fost publicat în Nature.

Cercetătorii vor căuta acum să folosească aceeași metodă de analiză pentru a studia diferențele atmosferice ale altor Jupiteri fierbinți blocați la maree, ca parte a Programului de observatori generali al Ciclului 2 Webb 3969.

WASP-39 b a fost printre primele ținte analizate de Webb, deoarece a început operațiunile științifice regulate în 2022. Datele din acest studiu au fost colectate în cadrul programului Early Release Science 1366, conceput pentru a ajuta oamenii de știință să învețe rapid cum să folosească instrumentele telescopului și să-și realizeze întregul potențial științific.

(Fluierul)