Bu, mavi-beyaz bir yıldızın yörüngesinde dönen KELT-20b gezegeninin bir sanatçı çizimidir. Dev gezegen yıldızına (5 milyon mil) o kadar yakın ki, yıldızdan gelen ultraviyole radyasyon seli gezegenin atmosferini 3.000 Fahrenheit’in üzerine ısıtıyor. Bu, atmosferin irtifa ile sıcaklığının arttığı bir termal katman oluşturur. Bu, bir gezegenin atmosferini doğrudan etkileyen bir ev sahibi yıldız için Hubble Uzay Teleskobu’ndan toplanan bugüne kadarki en iyi kanıt. Kaynayan gezegen 456 ışıkyılı uzaklıkta. Kredi: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
Cızırtılı Dünyalar Atmosferlerindeki Tozun Çoğunu Buharlaştırır
“Ateşliysen, ateşlisin!” Country şarkıcısı Jerry Reed, 1971’in en iyi pop müzik şarkısında crooned. Hubble gökbilimcileri sözleri şu şekilde değiştirebilirler: “ateşliysen, çok ateşlisin!”
Bu, ana yıldızlarına çok tehlikeli bir şekilde yakın olan ve 3.000 derecenin üzerinde kaynayan sıcaklıklarda kavrulmakta olan gezegenleri incelemekten geliyor. Fahrenhayt. Bir gezegene buharlaşmış kaya yağıyor ve başka bir gezegenin atmosferi, yıldızından gelen yoğun ultraviyole radyasyon tarafından “güneşte yanıyor”. Bu, üst atmosferi daha soğuk yerine daha sıcak hale getirir.
Bu Hubble araştırması, diğer dünyalardaki çok çeşitli atmosferik koşullar hakkında çarpıcı yeni bilgiler sağlıyor ve astronomların kendilerini “yapmak için daha iyi teoriler oluşturmasına yardımcı oluyor”.ötegezegen hava tahmincileri.” Diğer yıldızların etrafındaki binlerce gezegen keşfedilmeden önce, gökbilimciler yalnızca güneş sistemimizdeki bir avuç dünyayla karşılaştırmalı gezegenbilim yapmakla sınırlıydı.
Süper sıcak Jüpiterler kadar tuhaf olsa da, bu tür araştırmalar, daha soğuk ötegezegenlerin, özellikle potansiyel olarak yaşanabilir karasal gezegenlerin atmosferlerini daha iyi anlamanın yolunu açmaya yardımcı oluyor. Süper sıcak Jüpiterler elbette yaşanmaz ve herhangi bir ziyaretçinin 10.000 SPF güneş koruyucu kullanması gerekir.
Hubble Sondaları Ultra-Sıcak Jüpiterlerde Aşırı Hava Durumu
Eşsiz bir ultra-sıcak ötegezegen sınıfını incelerken, NASA Hubble uzay teleskobu astronomlar, Calypso parti şarkısı “Hot, Hot, Hot” ile dans etme havasında olabilirler. Çünkü bunlar şişkin Jüpiter-boyutlu dünyalar, ana yıldızlarına o kadar tehlikeli bir şekilde yakındırlar ki, 3.000 derece Fahrenheit’in üzerinde kaynayan sıcaklıklarda kavrulurlar. Titanyum dahil çoğu metali buharlaştıracak kadar sıcak. Şimdiye kadar görülen en sıcak gezegen atmosferlerine sahipler.
İki yeni makalede, Hubble gökbilimcilerinden oluşan ekipler, bu cızırtılı dünyalardaki tuhaf hava koşulları hakkında rapor veriyor. Bir gezegene buharlaşmış kaya yağıyor ve diğerinin üst atmosferi, yıldızından gelen yoğun ultraviyole (UV) radyasyonu tarafından “güneşte yandığı” için soğumak yerine daha da ısınıyor.
Bu araştırma, tuhaf ve ilginç gezegen atmosferleri bulmanın ötesine geçiyor. Aşırı hava koşullarını incelemek, gökbilimcilere galaksimizdeki uzak dünyalarda meydana gelen çeşitlilik, karmaşıklık ve egzotik kimya hakkında daha iyi bilgiler verir.
Baltimore, Maryland’deki Johns Hopkins Üniversitesi’nden David Sing, rapor edilen iki çalışmanın ortak yazarı, “Farklı gezegensel ortamlardaki hava durumunu hâlâ iyi anlamış değiliz” dedi. “Dünya’ya baktığınızda, tüm hava tahminlerimiz hala ölçebileceğimiz şeylere göre ayarlanmış durumda. Ancak uzak bir gezegene gittiğinizde, sınırlı tahmin gücünüz var çünkü bir atmosferdeki her şeyin nasıl bir araya geldiği ve aşırı koşullara nasıl tepki verdiği hakkında genel bir teori oluşturmadınız. Temel kimya ve fiziği bilseniz bile, karmaşık şekillerde nasıl tezahür edeceğini bilmiyorsunuz.”
6 Nisan dergisindeki bir makalede Doğa, gökbilimciler, yaklaşık 1.300 ışıkyılı uzaklıkta bulunan WASP-178b’nin Hubble gözlemlerini tanımlıyorlar. Gündüz tarafında atmosfer bulutsuzdur ve silisyum monoksit gazı bakımından zengindir. Gezegenin bir tarafı sürekli olarak yıldızına dönük olduğundan, sıcak atmosfer saatte 2.000 mili aşan süper kasırga hızlarında gece tarafına doğru döner. Karanlık tarafta, silikon monoksit, bulutlardan yağmur yağan kayaya yoğunlaşmak için yeterince soğuyabilir, ancak şafakta ve alacakaranlıkta bile, gezegen kayayı buharlaştıracak kadar sıcaktır. Utah, Orem’deki Utah Valley Üniversitesi’nden Josh Lothringer, “Bu silikon monoksit özelliğiyle gerçekten ilginç bir şey gördüğümüzü biliyorduk” dedi.
24 Ocak sayısında yayınlanan bir makalede Astrofizik Dergi Mektupları, College Park, Maryland Üniversitesi’nden Guangwei Fu, yaklaşık 400 ışıkyılı uzaklıkta bulunan süper sıcak Jüpiter KELT-20b’yi bildirdi. Bu gezegende, ana yıldızından gelen bir ultraviyole ışık patlaması, atmosferde, Dünya’nın stratosferine çok benzeyen bir termal katman oluşturuyor. “Şimdiye kadar ev sahibi yıldızın bir gezegenin atmosferini doğrudan nasıl etkilediğini asla bilmiyorduk. Pek çok teori vardı, ancak şimdi ilk gözlemsel verilere sahibiz” dedi.
Karşılaştırıldığında, Dünya’da atmosferdeki ozon, UV ışığını emer ve Dünya yüzeyinin yedi ila 31 mil arasındaki bir katmandaki sıcaklıkları yükseltir. KELT-20b’de yıldızdan gelen UV radyasyonu atmosferdeki metalleri ısıtıyor ve bu da çok güçlü bir termal inversiyon tabakası oluşturuyor.
Kanıtlar, Hubble’ın yakın kızılötesi gözlemlerinde su tespitinden ve NASA’nın Spitzer Uzay Teleskobu’nun karbon monoksit tespitinden geldi. İnversiyon tabakası tarafından üretilen sıcak, şeffaf üst atmosferden yayılırlar. Bu imza, gökbilimcilerin Güneş gibi daha soğuk yıldızların yörüngesinde dönen sıcak Jüpiter’in atmosferlerinde gördüklerinden benzersizdir. Fu, “KELT-20b için emisyon spektrumu diğer sıcak Jüpiterlerden oldukça farklı” dedi. “Bu, gezegenlerin tecrit halinde yaşamadıklarını, ev sahibi yıldızlarından etkilendiklerini gösteren güçlü bir kanıt.”
Süper sıcak Jüpiterler yaşanmaz olsa da, bu tür araştırmalar, potansiyel olarak yaşanabilir karasal gezegenlerin atmosferlerini daha iyi anlamanın yolunu açmaya yardımcı olur. Lothringer, “Güvenilir sağlam gözlemsel verilere sahip olduğumuz süper sıcak Jüpiter’lerde neler olduğunu çözemezsek, karasal dış gezegenleri gözlemleyerek daha zayıf spektrumlarda neler olduğunu anlama şansımız olmayacak” dedi. “Bu, bulut oluşumu ve atmosferik yapı gibi fiziksel özellikler hakkında genel bir anlayış oluşturmamıza izin veren tekniklerimizin bir testidir.”
Referanslar:
Joshua D. Lothringer, David K. Sing, Zafar Rustamkulov, Hannah R. Wakeford, Kevin B. Stevenson, Nikolay Nikolov, Panayotis Lavvas, Jessica J. Spake tarafından “ultra-sıcak Jüpiter WASP-178b’de silikat bulut öncüleri tarafından UV absorpsiyonu” ve Sonbahar T. Vinç, 6 Nisan 2022, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-022-04453-2
“Güçlü H2O ve CO Emisyon Özellikleri KELT-20b Driven by Stellar UV Irradiation”, Guangwei Fu, David K. Sing, Joshua D. Lothringer, Drake Deming, Jegug Ih, Eliza M. -R. Kempton, Matej Malik, Thaddeus D. Komacek, Megan Mansfield ve Jacob L. Bean, 24 Ocak 2022, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac4968
Hubble Uzay Teleskobu, NASA ve ESA (Avrupa Uzay Ajansı) arasındaki uluslararası işbirliği projesidir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu yönetiyor. Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), Hubble bilim operasyonlarını yürütüyor. STScI, Washington DC’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından NASA adına işletilmektedir.