Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zajrzał do wnętrza monstrualnej egzoplanety. Co odkrył w jej chmurach?

Od samego początku, kiedy trzy dekady temu astronomowie zaczęli odkrywać egzoplanety krążące wokół gwiazd innych niż Słońce, najwięcej odkrywano gazowych olbrzymów, krążących po bardzo ciasnych orbitach. Takie planety odbijają najwięcej światła, przez co najłatwiej dojrzeć je w blasku ich własnych gwiazd. Teraz Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba wykorzystując swoje unikalne możliwości, zajrzał głęboko w atmosferę jednej z takich planet.
egzoplanety
egzoplanety

Obiektem obserwacji była odległa od nas o 400 lat świetlnych planeta WASP-18b odkryta już w 2009 roku. Jest to obiekt na wiele sposobów unikalny. Mówimy tutaj o obiekcie o masie dziesięciokrotnie większej od masy Jowisza, czyli największej planety Układu Słonecznego. Co więcej, odległość planety od gwiazdy jest równa jedynie trzem promieniom gwiazdy. Można zatem powiedzieć, że planeta praktycznie ociera się o jej powierzchnie. W efekcie pełne okrążenie gwiazdy zajmuje temu gorącemu jowiszowi zaledwie 23 godziny. Mówiąc inaczej, rok na tej planecie trwa mniej niż dzień na Ziemi. Co ciekawe i z pewnością nie zdarza się zbyt często, planeta obraca się w przeciwnym kierunku niż jej gwiazda macierzysta.

Czytaj także: Oto zdjęcie nowej egzoplanety. Odkryto ją zupełnie nową metodą

Tak mała odległość od gwiazdy sprawia, że planeta jest niemal dosłowną definicją gorącego jowisza. Ogromna ilość promieniowania zalewającego planetę ze strony gwiazdy sprawia, że na jej powierzchni temperatura wynosi około 2400K. Wystarczy tutaj dodać, że naukowcy znają gwiazdy, które są chłodniejsze od tej planety.

Warto tutaj przypomnieć, że według obecnie przyjmowanych teorii planety tego typu powstają w znacznie większej odległości od swojej gwiazdy, w warunkach, w których lekkie pierwiastki są w stanie uformować obiekt planetarny. Dopiero później wskutek np. interakcji grawitacyjnych z innymi planetami czy gwiazdami, są one spychane na ciasne orbity wokół swojej gwiazdy. Przyszłość takich obiektów nie należy do optymistycznych. W większości przypadków planety tego typu powoli zbliżają się do swojej gwiazdy, aż w końcu zostają rozerwane przez siły pływowe. W przypadku WASP-18b wszystko wskazuje na to, że do takiego zdarzenia dojdzie w ciągu najbliższego miliona lat.

Co zobaczył w atmosferze egzoplanety teleskop Jamesa Webba?

https://www.youtube.com/watch?v=YfeNvQjdh2k

Przede wszystkim była to pierwsza próba wykorzystania JWST do stworzenia mapy temperatur na powierzchni planety pozasłonecznej. Aby tego dokonać, teleskop musiał uważnie przyglądać się planecie gdy chowała się ona za swoją gwiazdą i gdy wychodziła zza niej po drugiej stronie jej tarczy. W ten sposób naukowcy mogli dostrzec zmiany temperatur między różnymi warstwami atmosfery.

Wyniki okazały się zaskakujące. Różnica temperatur między stroną wiecznie oświetloną przez gwiazdą a stroną pogrążoną w wiecznej ciemności wynosi około 1000 stopni Celsjusza. To spore zaskoczenie, bowiem w większości przypadków na takich planetach ze wschodu na zachód wieją silne wiatry, które zaciągają gorące powietrze ze strony oświetlonej na stronę nieoświetloną i odwrotnie. Tutaj jednak mamy do czynienia z pewną barierą wietrzną, która uniemożliwia redystrybucję ciepła w atmosferze planety.

Warte zauważenia jest jeszcze jedno odkrycie. Mimo temperatur rzędu 2700 stopni Celsjusza, w widmie planety wyraźnie widoczna jest para wodna. Naukowcy podejrzewają, że są to resztki wody, której kiedyś, gdy odległość od gwiazdy była większa, musiało być znacznie więcej w atmosferze planety niż obecnie.

Mamy zatem planetę pozasłoneczną z wodą w atmosferze, ale jak widać woda to nie wszystko. Planeta wszak jest gazowym olbrzymem, temperatury na niej panujące są rodem z piekła, a za milion lat i tak pozostanie po niej jedynie wspomnienie.