Gökbilimciler, yüksek çözünürlüklü spektral gözlemler kullanarak sıcak Jüpiter WASP-31b’nin atmosferinde krom hidrürün varlığını doğruladılar. Yalnızca 1.200-2.000 Kelvin derece arasında bol miktarda bulunan bu molekül, ötegezegenler için bir “termometre” görevi görme potansiyeline sahip.
Sıcak havalarda 1.200-2.000 derece Kelvin sıcaklık aralığında bulunan krom hidrür tespit edildi Jüpiter WASP-31b’nin atmosferi. Bu keşif, molekülün ötegezegenler için bir “termometre” olarak kullanılmasının önünü açıyor.
Gökbilimci Laura Flagg’a göre nispeten nadir bulunan ve sıcaklığa karşı özellikle duyarlı bir molekül olan krom hidrit (CrH), “yıldızlar için termometre” olarak kullanışlıdır. Bunun nedeni, yalnızca 1.200-2.000 Kelvin derece arasındaki dar bir aralıkta bol miktarda bulunmasıdır.
Cornell Üniversitesi Sanat ve Bilim Koleji’nde (A&S) astronomi alanında araştırma görevlisi olan Flagg, soğuk yıldızların ve kahverengi cücelerin sıcaklığını belirlemek için bu ve diğer metal hidritleri kullandı. Teoride, krom hidrürün, sıcaklık açısından kahverengi cücelerle karşılaştırılabilir olan sıcak Jüpiter ötegezegenleri için de aynısını yapabileceğini söyledi – eğer bu özel moleküller ötegezegen atmosferlerinde mevcutsa. Düşük çözünürlükte yapılan önceki araştırmalar bunların böyle olduğunu ima ediyordu.
Sıcak Jüpiter WASP-31b’de Yeni Keşifler
Flagg ve Cornell liderliğindeki bilim adamlarından oluşan bir ekip, yüksek çözünürlüklü spektral gözlemler kullanarak bir ortamda krom hidrürün varlığını doğruladı. dış gezegen Sıcak Jüpiter WASP-31b’nin atmosferi, sıcaklığa duyarlı bu molekülün kullanılmasına kapıyı açıyor türler dış gezegenlerdeki sıcaklığı ve diğer özellikleri belirlemek için bir “termometre” olarak kullanılır.
Flagg, 16 Ağustos’ta yayınlanan “Yüksek Spektral Çözünürlükte Bir Ötegezegen Atmosferinde Metal Hidritin ExoGemS Tespiti” kitabının baş yazarıdır. Astrofizik Günlük Mektupları. Ortak yazarlar arasında şunlar yer almaktadır: Ray Jayawardhana, Hans A. Bethe Profesörü ve astronomi profesörü (A&S); Jake D. Turner, Cornell Astrofizik ve Gezegen Bilimi Merkezi’nde Hubble Araştırma Görevlisi; Ryan J. MacDonald, daha önce Carl Sagan Enstitüsü’nde araştırma görevlisi ve şimdi ise NASA Michigan Üniversitesi’nden Sagan Üyesi; ve Adam Langeveld, astronomi (A&S) alanında doktora sonrası araştırmacı.
Araştırmacılar, krom hidrürün herhangi bir dış gezegende daha önce onaylanmış bir tespitinin bulunmadığını ve bunun, yüksek çözünürlüklü bir dış gezegen spektrumundan bir metal hidrürün ilk tespitine işaret ettiğini yazdı.
Keşfin Önemi
Flagg, WASP-31b’deki metal hidritlerin kesin tespitinin, sıcak dev gezegen atmosferlerinin anlaşılmasında önemli bir ilerleme olduğunu söyledi; ancak bu keşif, gezegen hakkında yeni bilgiler vermiyor. 2011 yılında keşfedilen WASP-31b, her 3,4 günde bir F5 yıldızının yörüngesinde dönüyor. Devasa bir gezegen için bile son derece düşük bir yoğunluğa sahip ve yeni çalışma, denge sıcaklığının 1.400 Kelvin (krom hidrit aralığında) olduğunu doğruluyor.
Flagg, “Krom hidrit molekülleri sıcaklığa çok duyarlıdır” dedi. “Daha yüksek sıcaklıklarda yalnızca kromu görürsünüz. Ve daha düşük sıcaklıklarda başka şeylere dönüşür. Yani yalnızca krom hidrürün büyük miktarda görüldüğü yaklaşık 1.200 ila 2.200 Kelvin gibi belirli bir sıcaklık aralığı var.”
Flagg, güneş sistemimizde bu molekülün tespit edilen tek oluşumunun güneş lekeleri olduğunu söyledi: Güneş çok sıcak (yüzeyde yaklaşık 6.000 K) ve diğer tüm nesneler çok soğuk.
Kullanılan Yöntemler ve Araçlar
Flagg, araştırmasında dış gezegen atmosferlerini tespit etmek ve analiz etmek için yüksek çözünürlüklü spektroskopi kullanıyor; gezegen yıldızın yanındayken sistemden gelen genel ışığı, gezegen yıldızın önündeyken sistemden gelen genel ışıkla karşılaştırarak yıldızın bazı ışıklarını bloke ediyor. ışık. Bazı elementler, belirli dalga boylarında daha fazla ışığı, diğer dalga boylarında ise daha az ışığı bloke ederek gezegende hangi elementlerin bulunduğunu ortaya çıkarır.
Flagg, “Yüksek spektral çözünürlük, çok kesin dalga boyu bilgisine sahip olduğumuz anlamına gelir” dedi. “Binlerce farklı hat elde edebiliriz. Bunları çeşitli istatistiksel yöntemler kullanarak, bir şablon (spektrumun neye benzediğine dair yaklaşık bir fikir) kullanarak birleştiririz ve bunu verilerle karşılaştırıp eşleştiririz. İyi eşleşirse bir sinyal var demektir. Tüm farklı şablonları denedik ve bu durumda krom hidrit şablonu bir sinyal üretti.”
Flagg, doğru sıcaklıkta bile kromun nadir bulunduğunu, bu nedenle araştırmacıların hassas aletlere ve teleskoplara ihtiyaç duyduğunu söyledi.
WASP-31b’yi analiz etmek için araştırmacılar, CFHT ESPaDOnS Spektrografına (GRACES) Gemini Uzaktan Erişimini kullanarak Hawaii’nin Maunakea’sındaki Gemini Spektroskopisi ile Ötegezegenler araştırmasının bir parçası olarak Mart 2022’deki yeni bir gözlemden elde edilen yüksek çözünürlüklü spektrumları kullandılar. GRACES verilerini, metal hidritleri aramayı amaçlamayan, 2017’de alınan arşiv verileriyle desteklediler.
İleriye dönük
“Bu makaledeki verilerimizin bir kısmı, veri setinin en ucunda yer alan eski verilerdi. Flagg, “Onu aramazdın,” dedi. Şu anda diğer dış gezegenlerde krom hidrit ve diğer metal hidritleri arıyor ve kanıtlar zaten mevcut olabilir.
Flagg, “Bu makalenin diğer araştırmacıları krom hidrit ve diğer metal hidritler için kendi verilerine bakmaya teşvik edeceğini umuyorum” dedi. “Orada olması gerektiğini düşünüyoruz. Umarım krom hidrit aramaya uygun daha fazla veri elde ederiz ve sonunda trendleri aramak için bir örneklem büyüklüğü oluştururuz.”
Referans: Laura Flagg, Jake D. Turner, Emily Deibert, Andrew Ridden-Harper, Ernst de Mooij, Ryan J. MacDonald, Ray Jayawardhana, Neale Gibson, “Yüksek Spektral Çözünürlükte Dış Gezegen Atmosferinde Metal Hidritin ExoGemS Tespiti”, Adam Langeveld ve David Sing, 16 Ağustos 2023, Astrofizik Günlük Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ace529