Telescopul Webb investighează răsăriturile și apusurile eterne de pe o lume îndepărtată

Cercetătorii care utilizează Telescopul Spațial James Webb al NASA au confirmat în sfârșit ceea ce modelele au prezis anterior: O exoplanetă are diferențe între atmosfera sa de dimineață eternă și cea de seară eternă.

WASP-39 b, o planetă gigantică cu un diametru de 1,3 ori mai mare decât Jupiter, dar cu o masă similară cu cea a lui Saturn, care orbitează în jurul unei stele aflate la aproximativ 700 de ani-lumină distanță de Pământ, este blocată tidal de steaua sa mamă. Aceasta înseamnă că are o parte a zilei constantă și o parte a nopții constantă – o parte a planetei este întotdeauna expusă stelei sale, în timp ce cealaltă este întotdeauna învăluită în întuneric.

• O navă spațială aflată la 8,7 miliarde de kilometri depărtare de Pământ a măsurat lumina Universului
• Patru nutrienți cheie lipsesc din dietele a peste 60% dintre oameni

Folosind NIRSpec (spectrograful în infraroșu apropiat) al Webb, astronomii au confirmat o diferență de temperatură între dimineața și seara veșnică pe WASP-39 b, seara părând mai caldă cu aproximativ 200 de grade Celsius. Ei au găsit, de asemenea, dovezi pentru o acoperire diferită cu nori, porțiunea de dimineață eternă a planetei fiind probabil mai noroasă decât seara.

Astronomii au analizat spectrul de transmisie de la 2 la 5 microni al planetei WASP-39 b, o tehnică care studiază terminatorul exoplanetei, granița care separă partea de zi de cea de noapte a planetei.

Un spectru de transmisie este realizat prin compararea luminii stelare filtrate prin atmosfera unei planete în timp ce aceasta se deplasează în fața stelei, cu lumina stelară nefiltrată detectată atunci când planeta se află lângă stea. Atunci când fac această comparație, cercetătorii pot obține informații despre temperatura, compoziția și alte proprietăți ale atmosferei planetei.

Diferențe între atmosfera de dimineață și cea de seară a exoplanetei

„WASP-39 b a devenit un fel de planetă de referință în studiul atmosferei exoplanetelor cu Webb”, a declarat Néstor Espinoza, cercetător pe exoplanete la Space Telescope Science Institute și autor principal al studiului. „Are o atmosferă umflată, pufoasă, astfel încât semnalul provenit din lumina stelelor filtrată prin atmosfera planetei este destul de puternic”.

Spectrele Webb ale atmosferei WASP-39b publicate anterior, care au dezvăluit prezența dioxidului de carbon, a dioxidului de sulf, a vaporilor de apă și a sodiului, reprezintă întreaga graniță zi/noapte – nu a existat nicio încercare detaliată de a face diferența între o parte și cealaltă, scrie EurekAlert.

Acum, noua analiză construiește două spectre diferite din regiunea terminatorului, împărțind practic granița dintre zi și noapte în două semicercuri, unul de seară și celălalt de dimineață. Datele arată că seara este semnificativ mai fierbinte, cu o temperatură de 800 de grade Celsius, iar dimineața este relativ mai rece, cu o temperatură de 600 de grade Celsius.

Modelarea extensivă a datelor obținute permite, de asemenea, cercetătorilor să investigheze structura atmosferei lui WASP-39 b, acoperirea de nori și motivul pentru care seara este mai caldă. În timp ce lucrările viitoare ale echipei vor studia modul în care acoperirea de nori poate afecta temperatura și invers, astronomii au confirmat circulația gazelor în jurul planetei ca fiind principalul vinovat pentru diferența de temperatură de pe WASP-39 b.

O planetă de referință

Pe o exoplanetă puternic iradiată precum WASP-39 b, care orbitează relativ aproape de steaua sa, cercetătorii se așteaptă, în general, ca gazul să se deplaseze pe măsură ce planeta se rotește în jurul stelei sale: gazul mai fierbinte din partea diurnă ar trebui să se deplaseze spre partea nocturnă prin intermediul unui jet puternic ecuatorial. Deoarece diferența de temperatură este atât de mare, diferența de presiune a aerului ar trebui să fie, de asemenea, semnificativă, ceea ce, la rândul său, ar cauza viteze ridicate ale vântului.

Cu ajutorul modelelor de circulație generală, modele tridimensionale similare celor utilizate pentru a prezice tiparele meteorologice de pe Pământ, cercetătorii au constatat că pe WASP-39 b vânturile predominante se deplasează probabil dinspre partea de noapte prin terminatorul de dimineață, în jurul părții de zi, prin terminatorul de seară și apoi în jurul părții de noapte.

Ca urmare, partea de dimineață 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 partea de seară este lovită de vânturi de aer încălzit pe partea de zi. Cercetările sugerează că viteza vântului pe WASP-39 b poate ajunge la mii de kilometri pe oră!

Rezultatele echipei au fost publicate în revista Nature.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Telescopul James Webb a surprins o fuziune uluitoare în Universul îndepărtat

Telescopul Spațial James Webb a observat o protostea abia născută

Coliziunea epică dintre doi asteroizi gigantici, surprinsă cu Telescopul Webb

Telescopul Webb a găsit cea mai îndepărtată galaxie observată până acum