O tehnică inovatoare dezvăluie forma reală a atmosferelor exoplanetelor ultra-fierbinți
Până în prezent, atmosferele exoplanetelor — acele lumi albe și încinsite din afara sistemului nostru solar — erau reprezentate grafic ca sfere perfect circulare. O cercetare recentă arată însă că forma lor reală este aceea a unei sfere deformate, asimetrice, cu o parte mai extinsă decât cealaltă. Studiul, co-condus de Universitatea Cornell din Statele Unite și Universitatea Bristol din Regatul Unit, publicat în revista Nature Astronomy, prezintă prima aplicare a unei metode numite „transmission strings” pentru a desluși contururile neuniforme ale unei atmosfere de exoplanetă, folosind datele telescopului spațial JWST.
Rezultatele arată că atmosfera este circulară, dar și asimetrică, cu o latură mai extinsă. Aceste dimensiuni dezvăluie modul în care căldura intensă și vânturile puternice influențează atmosfera exoplanetei „Jupiter fierbinte” WASP-17b, care orbitează o stea aflată la aproximativ 1.300 de ani-lumină de Pământ.
O imagine tridimensională a atmosferei
Autoarea principală a studiului, Lili Alderson, cercetătoare postdoctorală la Cornell și absolventă a unui doctorat în fizică la Bristol, a declarat că este pentru prima dată când se demonstrează că planetele sunt obiecte tridimensionale și că ceea ce se prevedea teoretic se confirmă în observații reale. Datele privind compoziția chimică și variațiile de temperatură ale atmosferei WASP-17b — de la ecuator la poli și între latura permanent iluminată și cea permanent umbrită — sunt consecvente cu predicțiile teoretice și cu alte metode de modelare, oferind una dintre cele mai cuprinzătoare vederi 3D ale unei atmosfere de exoplanetă.
Coautoarea studiului, Hannah Wakeford, profesoară asociată de astrofizică la Bristol, a spus că atmosferele planetelor sunt complexe și haotice, iar faptul că toate datele s-au corelat și au arătat o imagine structurată și dinamică a acestei lumi gigantice de peste 1.000 de ani-lumină distanță este un rezultat foarte entuziasmant.
Urmărirea căldurii în jurul planetei
Cercetări anterioare au folosit sensibilitatea JWST pentru a dezvolta o tehnică numită „eclipse mapping”, care măsoară variațiile de lumină atunci când o exoplanetă trece în spatele stelei sale. Noua metodă „transmission strings”, numită și „transit mapping”, urmărește planeta în timp ce aceasta traversează în fața stelei, captând compoziția luminii în jurul marginii atmosferei, din unghiuri diferite. Spre deosebire de modelarea tradițională, care extrage un spectru doar ca medie pe întreaga margine, noua abordare permite extragerea mai multor distanțe de la centru spre marginea planetei.
Cercetătorii au identificat o zonă distinctă pe partea de „seară” a ecuatorului planetei WASP-17b, unde jeturi de vânt transportă căldură de pe latura permanent iluminată spre cea permanent umbrită, umflând atmosfera în comparație cu partea de „dimineață” mai rece a ecuatorului. Metoda a confirmat și alte caracteristici ale planetei, inclusiv diferența puternică de temperatură dintre cele două laturi, conformă cu predicțiile teoretice.
Spre hărți meteorologice ale lumilor îndepărtate
Demonstrarea cu succes a metodei „transmission strings” pe WASP-17b deschide calea pentru cartografierea multor altor candidate. Procesul începe să diferențieze condițiile de-a lungul latitudinilor exoplanetelor, dincolo de simpla distincție între latura de zi și cea de noapte, reprezentând un prim pas spre cartografierea tiparelor meteorologice din climatele exoplanetelor.
Wakeford a declarat că existența unui model matematic robust, aplicabil acestor date de ultimă generație, este extrem de entuziasmantă, iar rezultatele demonstrează frumos dinamica acestor lumi multidimensionale. Cercetarea a analizat date colectate prin programul TST DREAMS (Telescope Scientist Deep Reconnaissance of Exoplanet Atmospheres through Multi-instrument Spectroscopy) al JWST.
