Shkencëtarët zbulojnë objektin më të nxehtë si Jupiteri

Kërkimi për ekzoplanetet – planetët që rrotullohen rreth yjeve të vendosur përtej kufijve të sistemit tonë diellor – është një temë e nxehtë në astrofizikë. Nga llojet e ndryshme të ekzoplaneteve, njëri është i nxehtë në kuptimin e mirëfilltë: Jupiterët e nxehtë, një klasë ekzoplanetësh që janë fizikisht të ngjashëm me planetin gjigant të gazit Jupiter nga lagjja jonë.

Ndryshe nga Jupiteri “yni”, Jupiterët e nxehtë rrotullohen shumë afër yjeve të tyre, përfundojnë një orbitë të plotë në vetëm disa ditë apo edhe orë dhe – siç sugjeron emri i tyre – kanë temperatura jashtëzakonisht të larta në sipërfaqe. Ata mbajnë magjepsje të madhe për komunitetin e astrofizikës. Megjithatë, ato janë të vështira për t’u studiuar, sepse shkëlqimi nga ylli i afërt i bën të vështirë për t’u zbuluar.

Tani, në një studim të botuar së fundi në revistën Nature Astronomy , shkencëtarët raportojnë zbulimin e një sistemi të përbërë nga dy trupa qiellorë, të vendosur rreth 1400 vjet dritë larg, që së bashku ofrojnë një mundësi të shkëlqyer për të studiuar atmosferat e nxehta të Jupiterit, si dhe për avancimin e të kuptuarit tonë të evolucionit planetar dhe yjor. Zbulimi i këtij sistemi binar – më ekstremi i këtij lloji i njohur deri më tani për sa i përket temperaturës – u bë përmes analizës së të dhënave spektroskopike të mbledhura nga Teleskopi Shumë i Madh i Observatorit Jugor Evropian në Kili.

“Ne kemi identifikuar një objekt të nxehtë si Jupiteri që rrotullohet rreth yjeve që është më i nxehti i gjetur ndonjëherë, rreth 2000 gradë më i nxehtë se sipërfaqja e Diellit”, thotë autori kryesor i studimit Dr. me ekipin e Dr. Sagi Ben-Ami në Departamentin e Fizikës së Grimcave dhe Astrofizikës në Institutin e Shkencave Weizmann. Ajo shton se, ndryshe nga planetët e nxehtë të Jupiterit të errësuar me shkëlqim, është e mundur të shihet dhe studiohet ky objekt, sepse është shumë i madh në krahasim me yllin pritës që rrotullohet, i cili është 10,000 herë më i zbehtë se një yll normal. “Kjo e bën atë një laborator të përsosur për studimet e ardhshme të kushteve ekstreme të Jupiterëve të nxehtë,” thotë ajo.

Një zgjerim i kërkimit që ajo kreu në vitin 2017 me Prof. Dan Maoz, Ph.D. këshilltar në Universitetin e Tel Avivit, zbulimi i ri i Hallakoun mund të bëjë të mundur që të arrihet një kuptim më i qartë i Jupiterëve të nxehtë, si dhe i evolucionit të yjeve në sistemet binare.

Sistemi binar që Hallakoun dhe kolegët zbuluan përfshin dy objekte qiellore që quhen të dy “xhuxhë”, por që janë shumë të ndryshëm në natyrë. Njëri është një ” xhuxh i bardhë “, mbetja e një ylli të ngjashëm me Diellin pasi ka varfëruar karburantin e tij bërthamor. Pjesa tjetër e çiftit, jo një planet apo një yll, është një “xhuxh kafe” – një anëtar i një klase objektesh që kanë një masë midis asaj të një gjiganti gazi si Jupiteri dhe një ylli të vogël.

Xhuxhët kafe nganjëherë quhen yje të dështuar sepse nuk janë mjaftueshëm masivë për të fuqizuar reaksionet e shkrirjes së hidrogjenit. Megjithatë, ndryshe nga planetët gjigantë të gazit, xhuxhët kafe janë mjaft masivë për t’i mbijetuar “tërheqjes” së partnerëve të tyre yjor.

“Graviteti i yjeve mund të shkaktojë që objektet që afrohen shumë të shkëputen, por ky xhuxh kafe është i dendur, me masën 80 herë më të madhe të Jupiterit të shtrydhur në madhësinë e Jupiterit”, thotë Hallakoun. “Kjo e lejon atë të mbijetojë i paprekur dhe të formojë një sistem të qëndrueshëm, binar.”

Kur një planet rrotullohet shumë afër yllit të tij, forcat diferenciale të gravitetit që veprojnë në anën e afërt dhe të largët të planetit mund të bëjnë që periudhat orbitale dhe rrotulluese të planetit të sinkronizohen. Ky fenomen, i quajtur “mbyllja e baticës”, mbyll përgjithmonë njërën anë të planetit në një pozicion që është përballë yllit, në mënyrë të ngjashme me mënyrën se si Hëna e Tokës përballet gjithmonë me Tokën, ndërsa e ashtuquajtura “ana e errët” e saj mbetet jashtë shikimit. Mbyllja e baticës çon në dallime ekstreme të temperaturës midis hemisferës së “ditës” të bombarduar nga rrezatimi i drejtpërdrejtë yjor dhe hemisferës tjetër “nga ana e natës” me pamje nga jashtë, e cila merr një sasi shumë më të vogël rrezatimi.

Rrezatimi intensiv nga yjet e tyre shkakton temperatura jashtëzakonisht të larta të sipërfaqes së Jupiterëve të nxehtë dhe llogaritjet që Hallakoun dhe kolegët e saj bënë për sistemin e çiftëzuar të xhuxhit të bardhë-kafe tregojnë se sa të nxehta mund të bëhen gjërat. Duke analizuar shkëlqimin e dritës së emetuar nga sistemi, ata ishin në gjendje të përcaktonin temperaturën e sipërfaqes së xhuxhit kafe që rrotullohej në të dy hemisferat. Dita, zbuluan ata, ka një temperaturë midis 7,250 dhe 9,800 Kelvin (rreth 7,000 dhe 9,500 Celsius ), e cila është po aq e nxehtë sa një yll i tipit A – yje të ngjashëm me diellin që mund të jenë dy herë më masiv se Dielli – dhe më të nxehtë se çdo planet gjigant i njohur. Temperatura e natës, nga ana tjetër, është midis 1,300 dhe 3,000 Kelvin (rreth 1,000 dhe 2,700 Celsius), duke rezultuar në një ndryshim ekstrem të temperaturës prej rreth 6,000 gradë midis dy hemisferave.

Hallakoun thotë se sistemi që ajo dhe kolegët e saj zbuluan ofron një mundësi për të studiuar efektin e rrezatimit ultravjollcë ekstreme në atmosferat planetare. Një rrezatim i tillë luan një rol të rëndësishëm në një sërë mjedisesh astrofizike, nga rajonet e formimit të yjeve, përmes disqeve të gazit primordial nga të cilët formohen planetët rreth yjeve, deri te atmosferat e vetë planetëve. Ky rrezatim intensiv, i cili mund të çojë në avullimin e gazit dhe thyerjen e molekulave, mund të ketë një ndikim të rëndësishëm në evolucionin yjor dhe planetar. Por kjo nuk është e gjitha.

“Vetëm një milion vjet që nga formimi i xhuxhit të bardhë në këtë sistem – një sasi e vogël e një kohe në shkallën astronomike – ne kemi marrë një vështrim të rrallë në ditët e para të këtij lloji të sistemit binar kompakt,” thotë Hallakoun. Ajo shton se, ndërsa evolucioni i yjeve të vetëm është mjaft i njohur, evolucioni i sistemeve binare që ndërveprojnë ende nuk është kuptuar mirë.

“Jupiterët e nxehtë janë antiteza e planetëve të banueshëm – ata janë vende në mënyrë dramatike jo mikpritëse për jetën”, thotë Hallakoun. “Vëzhgimet e ardhshme spektroskopike me rezolucion të lartë të këtij sistemi të nxehtë si Jupiteri – të bëra në mënyrë ideale me teleskopin e ri hapësinor James Webb të NASA -s – mund të zbulojnë se si kushtet e nxehta dhe shumë të rrezatuara ndikojnë në strukturën atmosferike, diçka që mund të na ndihmojë të kuptojmë ekzoplanetet gjetkë në univers. .”