Zbulimi i sekreteve të një “Saturni të nxehtë” dhe yllit të tij të ndotur

Astronomët përdorën JWST për të studiuar atmosferën e ekzoplanetit HAT-P-18 b, duke gjetur avujt e ujit dhe CO2 duke theksuar ndikimin e karakteristikave të yllit pritës në analizën e të dhënave.

Udhëhequr nga studiues nga Instituti Trottier i Université de Montréal për Kërkime mbi Ekzoplanetët (iREx), një ekip astronomësh ka shfrytëzuar fuqinë e teleskopit revolucionar James Webb Space Webb (JWST) për të studiuar ekzoplanetin e ” Saturnit të nxehtë ” HAT-P-18 b. .

Gjetjet e tyre, të botuara muajin e kaluar në revistën Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , paraqesin një pamje të plotë të atmosferës së HAT-P-18 b ndërsa eksplorojnë sfidën e madhe për të dalluar sinjalet e tij atmosferike nga aktiviteti i yllit të tij.

HAT-P-18 b ndodhet mbi 500 vite dritë larg me një masë të ngjashme me atë të Saturnit, por një madhësi më afër asaj që është planeti më i madh Jupiter . Si rezultat, ekzoplaneti ka një atmosferë “të fryrë” që është veçanërisht ideale për analizë.

Vëzhgimet nga JWST u morën ndërsa HAT-P-18 b po kalonte përpara yllit të tij të ngjashëm me Diellin. Ky moment quhet kalim dhe është vendimtar për të zbuluar dhe karakterizuar më tej një ekzoplanet nga qindra vite dritë larg me një saktësi të habitshme.

Astronomët nuk vëzhgojnë dritën që lëshohet drejtpërdrejt nga planeti i largët. Përkundrazi, ata studiojnë se si drita e yllit qendror po bllokohet dhe ndikohet nga planeti që rrotullohet rreth tij, dhe kështu duhet të përpiqen të ndajnë sinjalet e shkaktuara nga prania e planetit nga ato të shkaktuara nga vetitë e yllit.

Ashtu si Dielli ynë, yjet nuk kanë sipërfaqe uniforme. Ato mund të kenë njolla të errëta yjesh dhe zona të ndritshme, të cilat mund të krijojnë sinjale që imitojnë atributet atmosferike të një planeti. Një studim i kohëve të fundit i ekzoplanetit TRAPPIST-1 b dhe yllit të tij TRAPPIST-1 i udhëhequr nga studentja e doktoraturës UdeM, Olivia Lim, dëshmoi një shpërthim, ose shpërthim, në sipërfaqen e yllit, i cili ndikoi në vëzhgimet.

Në rastin e planetit HAT-P-18 b, Webb e kapi ekzoplanetin pikërisht teksa po kalonte mbi një pikë të errët në yllin e tij, HAT-P-18. Kjo quhet një ngjarje e kryqëzimit dhe efekti i saj ishte i dukshëm në të dhënat e mbledhura për studimin e ri. Ekipi i iREx raportoi gjithashtu praninë e shumë njollave të tjera të yjeve në sipërfaqen e HAT-P-18, të cilat nuk u bllokuan nga ekzoplaneti.

Për të përcaktuar me saktësi përbërjen atmosferike të ekzoplanetit, studiuesit duhej të modelonin njëkohësisht atmosferën e planetit si dhe veçoritë e yllit të tij. Në studimin e tyre, ata theksojnë se një konsideratë e tillë do të jetë vendimtare në trajtimin e vëzhgimeve të ardhshme të ekzoplaneteve nëpërmjet Webb-it për të shfrytëzuar plotësisht potencialin e tyre.

“Ne zbuluam se llogaritja e kontaminimit yjor nënkupton ekzistencën e njollave dhe reve në vend të mjegullës dhe rikuperon një bollëk avulli uji pothuajse një renditje me madhësi më të ulët,” tha autori kryesor Marylou Fournier-Tondreau.

“Pra, duke marrë parasysh yllin pritës të sistemit bën një ndryshim të madh,” shtoi Fournier-Tondreau, i cili e bëri punën si student i masterit në iREx dhe tani po ndjek një doktoraturë. në Universitetin e Oksfordit .

“Është në fakt hera e parë që ne veçojmë qartë nënshkrimin e mjegullës kundrejt njollave të yjeve, falë instrumentit kanadez NIRISS (Imazhi me infra të kuqe afër dhe spektrograf pa çarje), i cili siguron mbulim më të gjerë të gjatësisë valore që shtrihet në domenin e dritës së dukshme.”

Pas modelimit të ekzoplanetit dhe yllit në sistemin HAT-P-18, astronomët iREx kryen një diseksion të përpiktë të përbërjes atmosferike të HAT-P-18 b. Duke inspektuar dritën që filtron nëpër atmosferën e ekzoplanetit ndërsa kalon tranzit me yllin e tij pritës, studiuesit dalluan praninë e avullit të ujit (H2O) dhe dioksidit të karbonit (CO2).

Studiuesit zbuluan gjithashtu praninë e mundshme të natriumit dhe vëzhguan shenja të forta të një kuverte reje në atmosferën e HAT-P-18 b, e cila duket se po shuan sinjalet e shumë prej molekulave që gjenden brenda saj. Ata gjithashtu arritën në përfundimin se sipërfaqja e yllit ishte e mbuluar nga shumë pika të errëta që mund të ndikojnë ndjeshëm në interpretimin e të dhënave.

Një analizë e mëparshme e të njëjtave të dhëna të JWST, e udhëhequr nga një ekip në Universitetin Johns Hopkins, kishte zbuluar gjithashtu një zbulim të qartë të ujit dhe CO2, por gjithashtu raportoi zbulimin e grimcave të vogla në lartësi të mëdha të quajtura mjegull dhe gjeti shenja metani (CH4). Astronomët iREx japin një pamje të ndryshme.

Zbulimi i CH4 nuk u konfirmua dhe sasia e ujit që ata përcaktuan ishte 10 herë më e ulët se sa ishte gjetur më parë. Ata zbuluan gjithashtu se zbulimi i mjegullës nga studimi i mëparshëm mund të shkaktohet nga njollat ​​e yjeve në sipërfaqen e yllit, duke theksuar rëndësinë e marrjes në konsideratë të yllit në analizë.

A mundet ekzoplaneti të mbështesë jetën? Nuk ka gjasa. Ndërsa molekulat si uji, dioksidi i karbonit dhe metani mund të interpretohen si nënshkrime ose shenja jete, në raporte të caktuara ose në kombinim me molekula të tjera, temperaturat përvëluese të HAT-P-18 b prej afër 600 gradë Celsius nuk parashikojnë mirë banueshmëria e planetit.

Vëzhgimet e ardhshme nga një instrument tjetër JWST, spektrografi infrakuq i afërt (NIRSpec), premtojnë të ndihmojnë në rafinimin e rezultateve të ekipit, siç është zbulimi i CO2, dhe të hedhin edhe më shumë dritë mbi ndërlikimet e këtij ekzoplaneti të nxehtë të Saturnit.