NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanan gökbilimciler, ötegezegen HD149026b’nin atmosferinin daha ağır elementler olan karbon ve oksijen açısından süper bol olduğunu keşfettiler; Bu, gezegen oluşumu hakkında fikir verebilir ve istatistiksel eğilimleri araştırmak için büyük bir dış gezegen örneği için benzer ölçümler elde etmeye yönelik önemli bir ilk adım sağlayabilir. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Güneşimizin yörüngesinde dönen gaz devleri net bir model gösteriyor; gezegen ne kadar büyükse, gezegenin atmosferindeki “ağır” elementlerin (hidrojen ve helyum dışındaki herhangi bir şey) yüzdesi o kadar düşük olur. Ancak uluslararası bir gökbilimciler ekibi, galakside, dev gezegenlerin atmosferik bileşimlerinin güneş sistemi eğilimine uymadığını buldu.
kullanma NASA‘S James Webb Uzay Teleskobu (JWST), araştırmacılar atmosferin ötegezegen Güneşimize benzer bir yıldızın yörüngesinde dönen “sıcak bir jüpiter” olan HD149026b, daha ağır elementler olan karbon ve oksijen açısından süper bol miktarda bulunur – bu, bilim insanlarının kendi kütlesindeki bir gezegen için bekleyebileceklerinin çok üzerindedir. Ayrıca, “Smertrios” olarak da bilinen HD149026b’nin tanısal karbon-oksijen oranı, güneş sistemimize göre yüksektir.
High Atmospheric Metal Enrichment for a High Atmospheric Metal Enrichment dergisinde yayınlanan bu bulgular, Satürn-mass Planet” dergisinde Doğa Araştırmacılar, 27 Mart’ta, istatistiksel eğilimleri araştırmak için büyük bir dış gezegen örneği için benzer ölçümler elde etme yolunda önemli bir ilk adım olduğunu söyledi. Ayrıca gezegen oluşumu hakkında bilgi sağlarlar.
Bu çizim, aynaların ve aletlerin konumlandırıldığı Webb teleskobunun soğuk tarafını göstermektedir. Kredi bilgileri: Northrop Grumman
Fen Bilimleri Fakültesi Fizik Bilimleri Profesörü ve ortak yazar Jonathan Lunine, “Görünüşe göre her dev gezegen farklı ve JWST sayesinde bu farklılıkları görmeye başlıyoruz” dedi. Çalışmanın. “Bu yazıda, evrendeki en yaygın element olan hidrojen olan gazın birincil bileşenine göre kaç tane molekül olduğunu belirledik. Bu bize bu gezegenin nasıl oluştuğu hakkında çok şey anlatıyor.”
Astronomi ve astrofizik profesörü Jacob Bean, güneş sistemimizin dev gezegenlerinin hem genel bileşim hem de atmosferik bileşim ve kütle arasında neredeyse mükemmel bir korelasyon sergilediğini söyledi. Chicago Üniversitesi ve makalenin baş yazarı. Güneş dışı gezegenler, genel bileşimlerde çok daha fazla çeşitlilik gösterir, ancak bilim adamları, HD149026b’nin bu analizine kadar atmosferik bileşimlerinin ne kadar değişken olduğunu bilmiyorlardı.
HD 149026b olarak adlandırılan ‘sıcak Jüpiter’, güneş sistemimizdeki en sıcak gezegen olan Venüs’ün kayalık yüzeyinden yaklaşık 3 kat daha sıcaktır. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Bean, “Dev güneş dışı gezegenlerin atmosferik bileşimlerinin, güneş sistemi gezegenlerinde çok net olan aynı eğilimi takip etmediğini kesin olarak gösterdik” dedi. “Dev güneş dışı gezegenler, geniş genel bileşim çeşitliliğine ek olarak atmosferik bileşimlerde de geniş bir çeşitlilik gösterir.”
Smertrios, kütlesine kıyasla süper zenginleştirilmiş, dedi Lunine: “Bu, Satürn’ün kütlesi, ancak atmosferi, içinde bulduğumuz hidrojen ve helyuma göre 27 kat daha fazla ağır element içeriyor gibi görünüyor. Satürn.”
Lunine, “metaliklik” olarak adlandırılan bu oranın (metal olmayan birçok element içermesine rağmen) bir gezegeni ana yıldızıyla veya sistemindeki diğer gezegenlerle karşılaştırmak için yararlı olduğunu söyledi. Smertrios, bu özel gezegen sisteminde bilinen tek gezegendir.
Lunine, bir diğer önemli ölçümün, bir gezegen sistemindeki orijinal katıların “tarifini” ortaya çıkaran, bir gezegenin atmosferindeki karbonun oksijene oranı olduğunu söyledi. Smertrios için, yaklaşık 0,84’tür – güneş sistemimizden daha yüksek. Güneşimizde, her iki oksijen atomu (0.55) için bir karbondan biraz daha fazladır.
Lunine, “Birlikte, bu gözlemler, bol miktarda karbon açısından zengin katı maddeler içeren bir gezegen oluşturan diskin resmini çiziyor” dedi. “HD149026b, oluşurken bu malzemeden büyük miktarlarda aldı.”
Bol miktarda karbon yaşam şansı için olumlu görünse de, yüksek karbon-oksijen oranı aslında bir gezegende veya gezegen sisteminde daha az su anlamına gelir – bildiğimiz şekliyle yaşam için bir sorun.
Önümüzdeki yıl JWST kullanarak beş dev ötegezegen daha gözlemlemeyi planlayan Lunine, Smertrios’un bu özel çalışma için atmosferik kompozisyonun ilginç bir ilk örneği olduğunu söyledi. Gökbilimcilerin dev gezegenler arasında veya çok sayıda dev gezegen veya karasal gezegen içeren sistemlerde astronomların belgelemeye başladıkları bileşim çeşitliliğine ilişkin herhangi bir model keşfedebilmesi için daha fazla gözlem yapılması gerekiyor.
Bean, “Bu çeşitliliğin kaynağı, gezegen oluşumu anlayışımızda temel bir gizemdir” dedi. “JWST ile güneş dışı gezegenlerin daha fazla atmosferik gözleminin bu çeşitliliği daha iyi ölçeceğini ve var olabilecek daha karmaşık eğilimler üzerinde kısıtlamalar getireceğini umuyoruz.”
Referans: Jacob L. Bean, Qiao Xue, Prune C. August, Jonathan Lunine, Michael Zhang, Daniel Thorngren, Shang-Min Tsai, Keivan G. Stassun, Everett Schlawin, “Satürn kütleli bir gezegen için yüksek atmosferik metal zenginleştirme” Eva-Maria Ahrer, Jegug Ih ve Megan Mansfield, 27 Mart 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-05984-y
Çalışma NASA ve Chicago Üniversitesi tarafından desteklendi.