Новата температурна карта на екзопланетата WASP-18b, разположена на приблизително 325 светлинни години от Земята, разкрива атмосфера с ясно изразени температурни зони. Едната е толкова гореща, че разгражда водните пари.
Картата на WASP-18b е първата, в която се прилага техника, наречена 3D картографиране на затъмнения (3D eclipse mapping) или спектроскопско картографиране на затъмнения. Това проучване се основава на 2D модел, публикуван от членове на същия екип през 2023 г. Тогава изследователите демонстрираха възможността картографирането на затъмнения да се възползва от високочувствителни наблюдения от космическия телескоп James Webb на NASA/ESA/CSA.
„Тази техника е единствената, която може да изследва и трите измерения едновременно: географска ширина, дължина и надморска височина“, каза д-р Меган Уайнър Мансфийлд, астроном от Университета на Мериленд и Държавния университет на Аризона. „Това ни дава по-високо ниво на прецизност, отколкото някога сме имали, за да изучаваме тези небесни тела.“
С помощта на тази техника астрономите могат да започнат да картографират атмосферни вариации за различни видове екзопланети, наблюдавани от Webb. По подобен начин наземни телескопи отдавна са наблюдавали Голямото червено петно на Юпитер и линейната структура на облаците на газовия гигант.
„Картографирането на затъмненията ни позволява да изобразяваме екзопланети, които не можем да видим директно, защото техните звезди-домакини са твърде ярки“, каза д-р Райън Чалънър, астроном от университета Корнел и университета в Мериленд.
„С тази нова технология можем да започнем да изследваме екзопланетите по същия начин, както нашите съседи от Слънчевата система.“
Откриването на екзопланети всъщност е нелесна задача. Това е така, тъй като те обикновено излъчват много по-малко от 1% от яркостта на звездата, около която обикалят. Картографирането на затъмненията изисква измерване на яркостта на малки райони от планетата, докато тя преминава пред звездата си, като по този начин разкрива части от повърхността си. Изследователите могат да свържат малки промени в светлината със специфични региони, за да създадат карта на яркостта на планетата. Когато се използват следните три направления: географска ширина, дължина и надморска височина.
„Търсим промени в малки части от планетата, докато тя изчезва и се появява отново, което е изключително трудно“, каза д-р Чалънър.
Екзопланетата WASP-18b има приблизително масата на 10 Юпитера и прави една обиколка само за 23 часа. Тя има повърхностна температура, приближаващи 2760 градуса по Целзий (5000 градуса по Фаренхайт), което осигурява сравнително силен сигнал и прави екзопланетата добър тестови обект за новата технология на картографиране. Докато по-ранната 2D карта използва една дължина на вълната на светлината, 3D картата анализира повторно същите наблюдения от инструмента NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) на Webb в много дължини на вълните.
„Всеки цвят съответства на различни температури и височини в газовата атмосфера на WASP-18b. Тези цветове са сглобени, за да се създаде 3D картата“, каза д-р Чалънър. „Ако изградите карта с дължина на вълната, която водата абсорбира, ще видите водния състав на атмосферата. Ако съберете тези данни, можете да получите 3D карта на температурите в атмосферата.“
Резултатът потвърди спектроскопски, че има региони, различаващи се по температура и евентуално по химичен състав във видимата дневна страна на WASP-18b. Другата страна на екзопланетата е винаги обърната към звездата, което я прави приливно заключена. Екзопланетата има кръгла „гореща точка“, където пада най-директната звездна светлина и където ветровете очевидно не са достатъчно силни, за да преразпределят топлината. Около горещата точка има по-студен „пръстен“ по-близо до външните видими краища на планетата.
По-ниски нива на водна пара в горещата точка
Забележително е, че измерванията показват по-ниски нива на водна пара в горещата точка от средните за WASP-18b. „Смятаме, че това е доказателство, че планетата е толкова гореща в този регион, че започва да разгражда водата“, каза д-р Чалънър. „Това беше предсказано от теорията ни, но е наистина вълнуващо да го видим и с реални наблюдения.“
„Допълнителни наблюдения на Webb биха могли да помогнат за подобряване на пространствената резолюция на първата 3D карта на затъмненията. Техниката вече може да помогне за създаване на температурни карти на други горещи Юпитери, които съставляват стотици от над 6000 открити екзопланети, потвърдени до момента.“
„Много е вълнуващо най-накрая да имаме инструментите, за да наблюдаваме и картографираме температурите на различна планета с толкова много подробности“, каза д-р Мансфийлд. „Това ни дава възможност да използваме техниката и върху други видове екзопланети. Например ако една планета няма атмосфера ние пак можем да използваме техниката, за да картографираме температурата на самата повърхност, за да разберем повече за нейния състав. Въпреки че WASP-18b беше по-предсказуема, вярвам, че ще имаме шанса да видим неща, които никога досега не бихме могли да очакваме.“
Официалната публикация можете да намерите в Nature Astronomy.
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
