Αστρονόμοι χαρτογράφησαν τον καιρό σε έναν πλανήτη εκατοντάδες έτη φωτός μακριά, και ανακάλυψαν ότι έχει πάντα καθαρό ουρανό από την πλευρά που κοιτάζει τον ήλιο του.
Αυτός ο απομακρυσμένος εξωπλανήτης, ονόματι WASP-43 b, είναι ένας καυτός αέριος γίγαντας που περιφέρεται γύρω από ένα αστέρι περίπου 280 έτη φωτός μακριά από το ηλιακό μας σύστημα, και έχουν εντοπιστεί έντονες καιρικές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένων ανέμων έως και 8.000 χιλιόμετρα την ώρα στον ισημερινό του, σύμφωνα με μια νέα μελέτη στο περιοδικό Nature Astronomy.
Πώς έγινε η χαρτογράφηση του καιρού του μακρινού πλανήτη
Αυτή η χαρτογράφηση του καιρού του πλανήτη από τόσο μακριά κατέστη δυνατή χάρη στην ισχύ του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb (JWST), το οποίο είναι σε θέση να μετρήσει τις μεταβολές στη θερμοκρασία και τα αέρια στην ατμόσφαιρα εξωπλανητών πολλά δισεκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά από τη Γη.
Ο WASP-43 b είναι ένας πλανήτης τύπου “θερμού Δία” με ατμόσφαιρα που αποτελείται κυρίως από υδρογόνο, νερό και ήλιο. Περιφέρεται γύρω από τον αστέρα του (ονομάζεται WASP-43) σε μια πολύ κοντινή απόσταση 2,1 εκατομμυρίων χιλιομέτρων, μόλις το 4% της απόστασης μεταξύ του ήλιου μας και του πιο κοντινού του πλανήτη, του Ερμή.
Η στενή εγγύτητα με τον αστέρα του τον έχει οδηγήσει σε μια παλιρροϊκά κλειδωμένη τροχιά, πράγμα που σημαίνει ότι η μία πλευρά του είναι πάντα στραμμένη προς τον αστέρα και η άλλη πάντα στραμμένη μακριά – ακριβώς όπως η Σελήνη που περιφέρεται γύρω από τη Γη.
«Με το Hubble, μπορούσαμε να δούμε καθαρά ότι υπάρχει υδρατμός στην ημερήσια πλευρά. Και το Hubble και το Spitzer υπέδειξαν ότι μπορεί να υπάρχουν σύννεφα στη νυχτερινή πλευρά», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Taylor Bell, ερευνητής από το Bay Area Environmental Research Institute και το NASA Ames Research Center.
«Αλλά χρειαζόμασταν πιο ακριβείς μετρήσεις από το JWST για να αρχίσουμε πραγματικά να χαρτογραφούμε τη θερμοκρασία, τη νεφοκάλυψη, τους ανέμους και την πιο λεπτομερή ατμοσφαιρική σύνθεση σε όλο τον πλανήτη»
Γιατί ο πλανήτης έχει πάντα ήλιο
Τώρα, το JWST έχει κατασκοπεύσει τα καιρικά μοτίβα σε αυτόν τον απομακρυσμένο κόσμο, επιβεβαιώνοντας ότι έχει μόνο υδρατμό και καθόλου σύννεφα στην ημερινή του πλευρά, ψηλά και πυκνά σύννεφα στη νυχτερινή του πλευρά, και δυνατοί άνεμοι γύρω από τον ισημερινό του αναμιγνύουν αέρια μεταξύ των δύο πλευρών.
«Το JWST αποτελεί σημείο καμπής για τη μελέτη των ατμοσφαιρών των εξωπλανητών, και σε λιγότερο από δύο χρόνια επιστημονικών λειτουργιών έχουμε ήδη μάθει τόσα πολλά», δήλωσε η συνεργάτης συγγραφέας Joanna Barstow, ερευνήτρια στο Open University.
Αυτές οι ανακαλύψεις έγιναν παρατηρώντας το αστέρι καθώς ο πλανήτης περνούσε μπροστά του κατά τη διάρκεια της γρήγορης τροχιάς του των 19,5 ωρών γύρω από τον ήλιο του. Το υπέρυθρο σύστημα του JWST χρησιμοποιήθηκε για να μετρήσει το φως από το αστέρι κάθε 10 δευτερόλεπτα για 24 ώρες.
«Παρατηρώντας ολόκληρη την τροχιά, μπορέσαμε να υπολογίσουμε τη θερμοκρασία των διαφορετικών πλευρών του πλανήτη καθώς περιστρέφονται προς την όρασή μας», δήλωσε ο Bell. «Από αυτό, θα μπορούσαμε να κατασκευάσουμε έναν πρόχειρο χάρτη θερμοκρασίας σε όλο τον πλανήτη».
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η ημερήσια πλευρά του πλανήτη ήταν αρκετά ζεστή για να λιώσει σίδηρο στους εκπληκτικούς 1.252 βαθμούς Κελσίου (2.282 βαθμούς Φαρενάιτ), ενώ η νυχτερινή πλευρά ήταν πολύ πιο ήπια στους 600 βαθμούς Κελσίου (1.112 βαθμούς Φαρενάιτ). Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν τρισδιάστατα μοντέλα ατμόσφαιρας για να υπολογίσουν τον πιθανό καιρό στον πλανήτη, διαπιστώνοντας ότι η νυχτερινή πλευρά ήταν πιθανώς καλυμμένη με πυκνά σύννεφα, ενώ η ημερήσια πλευρά είχε καθαρό ουρανό.
Άνενοι που φτάνουν περίπου τα 8.000 χιλιόμετρα την ώρα
«Το JWST μας έδωσε την ευκαιρία να καταλάβουμε ακριβώς ποια μόρια βλέπουμε», δήλωσε η Barstow. Επίσης διαπίστωσαν ότι υπήρχαν ίχνη υδρατμών τόσο στην ημερήσια όσο και στη νυχτερινή πλευρά, αλλά υπήρχε ελάχιστο έως καθόλου μεθάνιο στην ατμόσφαιρα του πλανήτη.
«Το γεγονός ότι δεν βλέπουμε μεθάνιο μας λέει ότι ο WASP-43b πρέπει να έχει ταχύτητες ανέμου που φτάνουν περίπου τα 8.000 χιλιόμετρα την ώρα», εξήγησε η Barstow. «Εάν οι άνεμοι κινούν το αέριο από την ημερήσια πλευρά στη νυχτερινή πλευρά και πίσω αρκετά γρήγορα, δεν υπάρχει αρκετός χρόνος για τις αναμενόμενες χημικές αντιδράσεις για να παράγουν ανιχνεύσιμες ποσότητες μεθανίου στη νυχτερινή πλευρά».
Χάρη σε αυτόν τον ισχυρό άνεμο, είναι πιθανό η ατμόσφαιρα να αποτελείται από τα ίδια στοιχεία σε όλο τον πλανήτη.