_ Telescopul spațial James Webb confirmă că atmosferele planetelor gigantice variază mult

Giganții de gaz care orbitează în jurul soarelui nostru arată un model clar; cu cât planeta este mai masivă, cu atât procentul de elemente „grele” (orice altceva decât hidrogen și heliu) în atmosfera planetei este mai mic. Dar în galaxie, compozițiile atmosferice ale planetelor gigantice nu se potrivesc cu tendința sistemului solar, a descoperit o echipă internațională de astronomi.

Folosind telescopul spațial James Webb (JWST) de la NASA. ), cercetătorii au descoperit că atmosfera exoplanetei HD149026b, un „Jupiter fierbinte” care orbitează în jurul unei stele comparabile cu soarele nostru, este super-abundentă în elementele mai grele carbon și oxigen – cu mult peste ceea ce s-ar aștepta oamenii de știință pentru o planetă cu masa sa. În plus, raportul de diagnosticare carbon-oxigen al HD149026b, cunoscut și sub numele de „Smertrios”, este crescut în raport cu sistemul nostru solar.

Aceste descoperiri, publicate în „High atmospheric metal enrichment for a Saturn- planetă de masă" din Nature pe 27 martie, reprezintă un prim pas important către obținerea de măsurători similare pentru un eșantion mare de exoplanete, pentru a căuta tendințe statistice, au spus cercetătorii. De asemenea, oferă o perspectivă asupra formării planetelor.

„Se pare că fiecare planetă gigantică este diferită și începem să vedem aceste diferențe datorită JWST”, a spus Jonathan Lunine, profesor David C. Duncan în de Științe Fizice din Colegiul de Arte și Științe și un coautor al studiului. „În această lucrare, am determinat câte molecule există în raport cu componenta primară a gazului, care este hidrogenul, cel mai comun element din univers. Asta ne spune destul de multe despre cum s-a format această planetă.”

Plantele gigantice ale sistemului nostru solar prezintă o corelație aproape perfectă între compoziția generală și compoziția atmosferică și masă, a spus Jacob Bean, profesor de astronomie și astrofizică la Universitatea din Chicago și autor principal al lucrării. Planetele extrasolare prezintă o diversitate mult mai mare de compoziții generale, dar oamenii de știință nu știau cât de variate erau compozițiile lor atmosferice, până la această analiză a HD149026b.

„Am arătat definitiv că compozițiile atmosferice ale planetelor extrasolare gigantice. nu urmați aceeași tendință atât de clară pe planetele sistemului solar”, a spus Bean. „Planetele extrasolare gigantice arată o mare diversitate în compozițiile atmosferice, în plus față de diversitatea lor mare de compoziții generale.”

Smertrios, unul, este super-imbogățit în comparație cu masa sa, a spus Lunine. „Este masa lui Saturn, dar atmosfera sa pare să aibă de 27 de ori cantitatea de elemente grele în raport cu hidrogenul și heliul pe care le găsim în Saturn.”

Acest raport, numit „metalicitate” (deși include multe elemente care nu sunt metale), este utilă pentru a compara o planetă cu steaua sa de origine sau cu alte planete din sistemul său, a spus Lunine. Smertrios este singura planetă cunoscută în acest sistem planetar particular.

O altă măsurătoare cheie este raportul dintre carbon și oxigen din atmosfera unei planete, care dezvăluie „rețeta” solidelor originale într-un sistem planetar, a spus Lunine. . Pentru Smertrios, este cu aproximativ 0,84 - mai mare decât în ​​sistemul nostru solar. În soarele nostru, este puțin mai mult de un carbon pentru fiecare doi atomi de oxigen (0,55).

„Împreună, aceste observații descriu o imagine a unui disc care formează planete cu solide abundente care erau bogate în carbon, ", a spus Lunine. „HD149026b a dobândit cantități mari din acest material pe măsură ce s-a format.”

În timp ce o abundență de carbon ar putea părea favorabilă pentru șansele de viață, un raport ridicat carbon-oxigen înseamnă de fapt mai puțină apă pe o planetă sau într-o planetă. sistem — o problemă pentru viață așa cum o cunoaștem noi.

Smertrios este un prim caz interesant de compoziție atmosferică pentru acest studiu special, a spus Lunine, care are planuri de observare a încă cinci exoplanete gigantice în anul viitor folosind JWST. Sunt necesare mult mai multe observații înainte ca astronomii să poată descoperi orice tipar între planetele gigantice sau în sistemele cu mai multe planete gigantice sau planete terestre, la diversitatea compozițională pe care astronomii încep să o documenteze.

„Originea acestei diversități este fundamentală. mister în înțelegerea noastră a formării planetelor”, a spus Bean. „Speranța noastră este că alte observații atmosferice ale planetelor extrasolare cu JWST vor cuantifica mai bine această diversitate și vor genera constrângeri asupra unor tendințe mai complexe care ar putea exista.”

(Fluierul)