Istraživači koristeći NASA-in svemirski teleskop James Webb (JWST) potvrdili su ranije pretpostavke o egzoplanetu WASP-39 b, koji je plimno zaključan te ima vječno jutarnju i večernju atmosferu. WASP-39 b, plinoviti div promjera 1,3 puta većeg od Jupitera i mase slične Saturnu, orbitira oko zvijezde udaljene oko 700 svjetlosnih godina od Zemlje. Jedna strana planeta je stalno izložena svjetlosti, dok je druga strana stalno u tami.

Pomoću Webbovog NIRSpec-a (Near-Infrared Spectrograph), astronomi su otkrili značajnu temperaturnu razliku između jutarnje i večernje strane planeta. Večernja strana je toplija za otprilike 300 Fahrenheitovih stupnjeva (oko 200 Celzijevih stupnjeva) u odnosu na jutarnju stranu. Osim toga, istraživači su primijetili razlike u pokrivenosti oblacima, s time da je jutarnja strana oblacima bogatija od večernje.

Tim je koristio prijenosni spektar od 2 do 5 mikrona za proučavanje terminatora, granice koja razdvaja dnevnu i noćnu stranu planeta. Prijenosni spektar se izrađuje usporedbom svjetlosti zvijezde filtrirane kroz atmosferu planeta dok se kreće ispred zvijezde, s nefiltriranom svjetlošću zvijezde koja se detektira kada je planet pored zvijezde. Ova tehnika omogućuje dobivanje informacija o temperaturi, sastavu i drugim svojstvima atmosfere planeta.

Néstor Espinoza, istraživač egzoplaneta u Space Telescope Science Institute i glavni autor studije, izjavio je: “WASP-39 b postao je svojevrsni referentni planet u proučavanju atmosfere egzoplaneta s Webbom. Njegova napuhana atmosfera omogućuje snažan signal od svjetlosti zvijezde filtrirane kroz atmosferu planeta.”

Ranija istraživanja pokazala su prisutnost ugljičnog dioksida, sumpor dioksida, vodene pare i natrija u atmosferi WASP-39 b. Nova analiza dijeli terminatorsku regiju na dva dijela, jutarnji i večernji, pri čemu je večernji dio znatno topliji, s užarenih 1.450 stupnjeva Fahrenheita (800 stupnjeva Celzija), dok je jutarnji dio relativno hladniji, s 1.150 stupnjeva Fahrenheita (600 stupnjeva Celzija).

Daljnje modeliranje omogućilo je istraživačima da istraže strukturu atmosfere, pokrivenost oblacima i razloge temperaturnih razlika. Otkriveno je da vjetrovi koji pušu preko planeta igraju ključnu ulogu u redistribuciji topline. Topli plinovi s dnevne strane struje prema noćnoj strani stvarajući snažne ekvatorijalne mlazne struje koje dodatno pojačavaju temperaturnu razliku između jutarnje i večernje strane.

Ova analiza pruža trodimenzionalne informacije o planetu koje prije nisu bile dostupne. Rezultati, objavljeni u časopisu Nature, predstavljaju značajan iskorak u istraživanju egzoplaneta i pokazuju sposobnosti teleskopa James Webb za rješavanje misterija planeta izvan našeg solarnog sustava.

Istraživači će sada primijeniti istu metodu za proučavanje atmosferskih razlika drugih plimno zaključanih vrućih Jupitera kao dio Webb Cycle 2 General Observers Program 3969. WASP-39 b bio je među prvim ciljevima koje je Webb analizirao kada je započeo redovne znanstvene operacije 2022. godine.

NASA-in svemirski teleskop James Webb najnapredniji je svemirski opservatorij na svijetu, osmišljen za rješavanje misterija našeg solarnog sustava, istraživanje udaljenih svjetova oko drugih zvijezda i proučavanje tajanstvenih struktura i podrijetla svemira.

Nove perspektive atmosferskih analiza
Zahvaljujući Webbovim izuzetno osjetljivim instrumentima, istraživači sada mogu dobiti detaljne kemijske profile egzoplaneta, što uključuje i otkrivanje novih molekula poput sumpor dioksida. Ova otkrića omogućuju dublje razumijevanje dinamike egzoplanetarnih atmosfera i njihovih klimatskih sustava.

Natalie Batalha, astronomkinja s University of California, Santa Cruz, naglašava važnost ovih podataka: “Ovakvi podaci mijenjaju igru. Omogućuju nam uvid u atmosferske procese na način koji ranije nije bio moguć.” Webbova sposobnost analize spektra u infracrvenom području otvara nove mogućnosti za istraživanje egzoplaneta, uključujući i manje, stjenovite planete poput onih u sustavu TRAPPIST-1.

Istraživači se nadaju da će daljnja istraživanja omogućiti bolje razumijevanje formiranja i evolucije egzoplaneta, te kako se oni uspoređuju s našim vlastitim solarnim sustavom. JWST će u narednim desetljećima pružiti vrijedne podatke o raznolikosti egzoplanetarnih sustava, što će doprinijeti našem znanju o svemiru i našem mjestu u njemu.

Sve ove spoznaje potvrđuju da James Webb Space Telescope predstavlja ključni alat za buduća astronomska istraživanja, pružajući neviđene detalje i omogućujući nova otkrića koja mijenjaju naše razumijevanje svemira.

Izvor: National Aeronautics and Space Administration