Naukowcy po raz pierwszy odkrywają „efekt chwały” na planecie poza naszym Układem Słonecznym

(CNN) — Astronomowie po raz pierwszy odkryli zjawisko przypominające tęczę na planecie poza naszym Układem Słonecznym, co może ujawnić nowe spojrzenie na odległe światy.

Obserwacje wykonane przez Kosmiczny Teleskop Cheopsa Europejskiej Agencji Kosmicznej, czyli satelitę egzoplanety, ujawniły „uderzenie chwały” w WASP-76b, niezwykle gorącą egzoplanetę znajdującą się 637 lat świetlnych od Ziemi.

Ilustracja artysty przedstawia koncentryczne, tęczowe zjawisko zwane efektem chwały wykryte w atmosferze egzoplanety WASP-76b. Który

Chwała, często widywana na Ziemi, składa się z kolorowych, koncentrycznych pierścieni światła i pojawia się, gdy światło odbija się od chmur wykonanych z jednolitego materiału.

Poza Ziemią Uderzenie Chwały obserwowano jedynie na Wenus, dopóki Chufu i inne misje nie odebrały niewiarygodnie słabego sygnału wskazującego, że miało ono miejsce w atmosferze przegrzanej egzoplanety WASP-76b. Na podstawie sygnału wykrytego przez Chufu astronomowie uważają, że zjawisko atmosferyczne zachodzi bezpośrednio przed Ziemią.

Naukowcy opublikowali szczegóły obserwacji 5 kwietnia w czasopiśmie Astronomia i astrofizyka.

„Jest powód, dla którego chwały nigdy nie widziano poza naszym Układem Słonecznym: wymaga to bardzo dziwnych warunków” – stwierdził w oświadczeniu główny autor badania, Olivier Demanjon, astronom z Portugalskiego Instytutu Astrofizyki i Nauk o Kosmosie. „Po pierwsze potrzebujemy cząstek atmosfery, które są prawie idealnie kuliste, idealnie jednolite i wystarczająco stabilne, aby móc je obserwować przez długi czas. Gwiazda znajdująca się blisko planety musi świecić bezpośrednio na nią, z obserwatorem (w tym przypadku Chufu) skierowanym właściwy kierunek.”

Dzika i płonąca planeta

WASP-76b budzi zainteresowanie astronomów od czasu jej odkrycia w 2013 roku.

Egzoplaneta krąży blisko swojej gwiazdy macierzystej, a intensywne ciepło i promieniowanie tej gwiazdy podobnej do Słońca (ponad 4000 razy więcej promieniowania, jakie Ziemia otrzymuje od naszego Słońca) spowodowało, że WASP-76b spęczniała, czyniąc ją prawie dwukrotnie większą od Jowisz, największa planeta w naszym układzie.

Symulowany widok pokazuje chwałę, jaka mogłaby pojawić się na Wenus (po lewej) i Ziemi. C. Wilsona/B. Lawenda/ESA

Planeta obraca się synchronicznie ze swoją gwiazdą, co oznacza, że ​​jedna strona, zwana stroną dzienną, jest zawsze zwrócona w stronę gwiazdy, podczas gdy druga strona planety jest zawsze nocą.

Dzienna strona WASP-76B osiąga upalne temperatury 2400°C (4352°F). Pierwiastki tworzące skały na Ziemi topią się i odparowują po stronie dziennej, po czym kondensują i tworzą chmury, które po nocy uwalniają deszcze stopionego żelaza.

Astronomowie postanowili poświęcić dużą liczbę obserwatoriów, w tym Cheopsa, Kosmiczny Teleskop Hubble'a, obecnie wycofany Kosmiczny Teleskop Spitzera i należącą do NASA misję TESS w poszukiwaniu planet, w celu zbadania czegoś, co wydaje się być brakiem równowagi świetlnej, która wystąpiła podczas WASP-76b orbitujący. . Przed gwiazdą macierzystą.

Dane zebrane z Cheops i TESS, czyli satelity Transiting Exoplanet Survey, wskazują, że ta anomalia może być spowodowana czymś interesującym, co dzieje się w atmosferze powyżej dnia.

Khufu zebrał dane z WASP-76b, gdy planeta przechodziła przed swoją gwiazdą, i wykonał 23 obserwacje w ciągu trzech lat.

Kiedy astronomowie przyjrzeli się danym, zauważyli niezwykły wzrost światła pochodzącego ze wschodniego „terminatora” planety, czyli światła granicznego pomiędzy stroną dzienną i nocną. Tymczasem zachodni terminator emituje mniej światła.

„Po raz pierwszy wykryto tak gwałtowną zmianę jasności egzoplanety lub jej krzywej fazowej” – powiedział Demangione. „To odkrycie prowadzi nas do hipotezy, że ta nieoczekiwana poświata może być spowodowana silnym, zlokalizowanym, anizotropowym (zależnym od kierunku) odbiciem: efektem chwały”.

Demangione powiedział, że jest szczęśliwy mogąc uczestniczyć w pierwszym odkryciu tego typu światła z egzoplanety.

„To było szczególne uczucie, szczególna ulga, która nie zdarza się codziennie” – powiedział.

Kolorowe światło na dziwnych światach

Chwała i tęcza to nie to samo. Tęcza powstaje, gdy światło załamuje się, przechodząc kolejno przez dwa ośrodki o różnej gęstości, takie jak powietrze i woda. Kiedy światło jest załamane, dzieli się na różne kolory, tworząc tęczę.

Ale efekt chwały pojawia się, gdy światło przechodzi przez wąską szczelinę i załamuje się, tworząc wzorzyste pierścienie koloru.

Jeśli astronomowie rzeczywiście widzą efekt chwały na WASP-76b, oznacza to, że na planecie znajdują się trwałe chmury składające się z idealnie kulistych plam, czyli chmury, które stale się odnawiają. W obu przypadkach obecność takich chmur wskazuje, że temperatura atmosfery planety jest stabilna.

Dokładny charakter tego, co znajduje się w chmurach WASP-76b, pozostaje tajemnicą, ale może to być żelazo, ponieważ pierwiastek ten odkryto wcześniej w chmurach planety.

Ilustracja artysty przedstawia nocny widok egzoplanety WASP-76b z żelazem spadającym z nieba. M.Kornmesser/ESO

„Ważne jest, aby zwrócić uwagę na zdumiewającą skalę tego, czego jesteśmy świadkami” – stwierdził w oświadczeniu Matthew Standing, badacz Europejskiej Agencji Kosmicznej zajmujący się badaniem egzoplanet. Stała nie brała udziału w badaniu.

„WASP-76b znajduje się kilkaset lat świetlnych od nas: niezwykle gorąca gazowa planeta-olbrzym prawdopodobnie obsypuje stopionym żelazem” – powiedział Standing. „Wydaje się, że pomimo chaosu (badacze) wykryli możliwe oznaki chwały. „To niewiarygodnie słaby sygnał”.

Zdaniem naukowców, jeśli astronomom uda się zaobserwować słaby sygnał zjawiska takiego jak chwała odległa o setki lat świetlnych, w przyszłości możliwe będzie także wykrycie obecności światła słonecznego odbitego od pozaziemskich zbiorników wodnych.

„Potrzebujemy więcej dowodów, aby definitywnie stwierdzić, że to interesujące„ dodatkowe światło ”jest rzadką chwałą” – stwierdziła w oświadczeniu Theresa Loftinger, naukowiec projektu misji Ariel należącej do ESA. Nie brała udziału w badaniu.

Oczekuje się, że Ariel, czyli Large Infrared Survey for Remote Sensing of Exoplanetary Atmages, wystartuje w 2029 roku w celu zbadania atmosfer szerokiego i zróżnicowanego zakresu egzoplanet.

Loftinger stwierdził, że wierzy, że Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba lub Ariel może pomóc w badaniu obecności efektu chwały w WASP-76b.

„Możemy odkryć jeszcze bardziej spektakularne kolory świecące na innych egzoplanetach” – powiedział.