Bu sanatçının konsepti, ötegezegen WASP-17 b’nin neye benzeyebileceğini gösteriyor. Ditsö̀ olarak da adlandırılan WASP-17 b, yıldızının etrafında yalnızca 0,051 AU (yaklaşık 4,75 milyon mil veya Merkür ile Güneş arasındaki mesafenin sekizde biri) uzaklıkta dönen bir sıcak gaz devidir ve bir tam devreyi yaklaşık olarak tamamlar. 3.7 Dünya günleri. Sistem, Samanyolu’nun içinde, Dünya’dan yaklaşık 1.300 ışıkyılı uzaklıkta, Akrep takımyıldızında yer almaktadır. WASP-17 b, Jüpiter’in yedi katından daha büyük bir hacme ve Jüpiter’in yarısından daha az bir kütleye sahip olan, son derece kabarık bir gezegendir. Kısa yörünge periyodu, büyük boyutu ve kalın, geniş atmosferi, onu, gezegenin atmosferinin, içinden süzülen yıldız ışığı üzerindeki etkilerinin ölçülmesini içeren iletim spektroskopisi kullanılarak yapılan gözlemler için ideal kılmaktadır. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
Kabarık, kavurucu sıcak ötegezegen WASP-17 b’nin gökyüzünü silika “kar” pulları dolduruyor.
Dünyadaki en yaygın ve tanıdık minerallerden birine bir göz atmak nadiren manşet olmayı hak eder. Kuvars dünya çapında plaj kumlarında, yapı taşlarında, jeodezlerde ve mücevher mağazalarında bulunur. Cam üretmek için eritilir, silikon mikroçipler için rafine edilir ve saatleri ölçmek için saatlerde kullanılır.
Peki son keşfin nesi bu kadar özel? NASA‘S James Webb Uzay Teleskobu? Kelimenin tam anlamıyla yoktan var olan kuvars kristallerini hayal edin. Bir insan saçının üzerine 10.000 tanesi yan yana sığabilecek kadar küçük, ışıltılı taneciklerden oluşan bir sis. Kabarık bir gaz devinin bunaltıcı atmosferinde yarışan sivri, camsı nanopartikül sürüleri dış gezegen saatte binlerce mil hızla.
Webb’in bu kristallerin yıldız ışığı üzerindeki son derece incelikli etkilerini (en az yedi milyon milyar milden fazla bir mesafeden) ölçme konusundaki eşsiz yeteneği, ötegezegenin atmosferlerinin bileşimi hakkında kritik bilgiler ve hava durumuna ilişkin yeni bilgiler sağlıyor.
Sıcak gaz devi ötegezegen WASP-17 b’nin 12-13 Mart 2023’te MIRI (Webb’in Orta Kızılötesi Enstrümanı) tarafından yakalanan iletim spektrumu, bir ötegezegenin bulutlarında kuvarsın (kristalin silika, SiO2) ilk kanıtını ortaya koyuyor.
Spektrum, gezegen yıldızının önünden geçerken orta kızılötesi ışığın 28 dalga boyu bandındaki parlaklık değişimi ölçülerek yapıldı. Webb, MIRI’nin düşük çözünürlüklü spektrografını kullanarak yaklaşık 10 saat boyunca WASP-17 sistemini gözlemledi ve geçiş öncesinde, sırasında ve sonrasında 1.275’ten fazla ölçüm topladı.
Her dalga boyu için, gezegenin atmosferi tarafından engellenen ışık miktarı (beyaz daireler), atmosfere giren miktarın yıldız tarafından yayılan miktardan çıkarılmasıyla hesaplandı.
Kesintisiz mor çizgi, Webb (MIRI), Hubble ve Spitzer verilerine en uygun modeldir. (Hubble ve Spitzer verileri 0,34 ila 4,5 mikron arasındaki dalga boylarını kapsamaktadır ve grafikte gösterilmemiştir.) Spektrum 8,6 mikron civarında net bir özellik göstermektedir; gökbilimciler bunun silika parçacıklarının atmosferden geçen yıldız ışığının bir kısmını absorbe etmesinden kaynaklandığını düşünmektedir.
Kesikli sarı çizgi, WASP-17 b’nin atmosferindeki bulutların SiO2 içermemesi durumunda iletim spektrumunun bu kısmının nasıl görüneceğini gösterir.
Bu, SiO2’nin bir dış gezegende ilk kez tanımlandığı ve herhangi bir belirli bulut türünün geçiş yapan bir dış gezegende ilk kez tanımlandığı anlamına geliyor.
Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI), David Grant (Bristol Üniversitesi), Hannah R. Wakeford (Bristol Üniversitesi), Nikole Lewis (Cornell Üniversitesi)
Webb Uzay Teleskobu, Sıcak Gaz Devi Bulutlarındaki Minik Kuvars Kristallerini Tespit Etti
NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanan araştırmacılar, sıcak bir yıldız olan WASP-17 b’nin yüksek irtifa bulutlarında kuvars nanokristallerine dair kanıtlar tespit ettiler. Jüpiter Dünya’dan 1.300 ışıkyılı uzaklıktaki ötegezegen. MIRI (Webb’in Orta Kızılötesi Aleti) ile benzersiz bir şekilde mümkün olan tespit, silikanın (SiO) ilk kez2) parçacıkları bir dış gezegenin atmosferinde tespit edildi.
“Heyecanlandık!” Araştırmacı David Grant şunları söyledi: Bristol Üniversitesi Birleşik Krallık’ta ve bugün (16 Ekim) yayınlanan bir makalenin ilk yazarı Astrofizik Günlük Mektupları. “Hubble gözlemlerinden WASP-17 b’nin atmosferinde aerosollerin (bulutları veya pusları oluşturan küçük parçacıklar) olması gerektiğini biliyorduk, ancak bunların kuvarstan yapılmasını beklemiyorduk.”
Silikatlar (silisyum ve oksijen açısından zengin mineraller), Dünya’nın ve Ay’ın yanı sıra güneş sistemimizdeki diğer kayalık nesnelerin büyük kısmını oluşturur ve galakside oldukça yaygındır. Ancak dış gezegenlerin ve kahverengi cücelerin atmosferlerinde daha önce tespit edilen silikat taneciklerinin, yalnızca saf SiO olan kuvarstan değil, olivin ve piroksen gibi magnezyum açısından zengin silikatlardan oluştuğu görülüyor.2.
NASA’nın Ames Araştırma Merkezi ve NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden araştırmacıları da içeren bu ekibin sonuçları, dış gezegen bulutlarının nasıl oluştuğuna ve geliştiğine dair anlayışımıza yeni bir yön veriyor. Bristol Üniversitesi’nden ortak yazar Hannah Wakeford, “Magnezyum silikatları görmeyi bekliyorduk” dedi. “Fakat bunun yerine, muhtemelen bunların yapı taşları olduğunu görüyoruz; daha soğuk ötegezegenlerde ve kahverengi cücelerde tespit ettiğimiz daha büyük silikat taneciklerini oluşturmak için gereken minik ‘tohum’ parçacıkları.”
İnce Değişiklikleri Tespit Etmek
Jüpiter’in yedi katından daha fazla hacme ve Jüpiter’in yarısından daha az bir kütleye sahip olan WASP-17 b, bilinen en büyük ve en şişkin ötegezegenlerden biridir. Bu, yalnızca 3,7 Dünya günü gibi kısa yörünge periyoduyla birlikte, gezegeni iletim spektroskopisi için ideal kılıyor: Bu teknik, bir gezegenin atmosferinin yıldız ışığı üzerindeki filtreleme ve saçılma etkilerini ölçmeyi içeren bir teknik.
Webb, WASP-17 sistemini yaklaşık 10 saat boyunca gözlemledi ve gezegen yıldızının üzerinden geçerken 5 ila 12 mikronluk orta kızılötesi ışığın 1.275’ten fazla parlaklık ölçümünü topladı. Ekip, gezegen yıldızın önündeyken teleskopa ulaşan ışığın bireysel dalga boylarının parlaklığını, yıldızın kendi başına olanından çıkararak, ekip, gezegenin atmosferi tarafından engellenen her dalga boyunun miktarını hesaplamayı başardı.
Ortaya çıkan şey, 8,6 mikronluk beklenmedik bir “çarpma” idi; bulutların magnezyum silikatlardan veya alüminyum oksit gibi diğer olası yüksek sıcaklık aerosollerinden yapılmış olması durumunda beklenmeyecek bir özellik, ancak kuvarstan yapılmış olmaları durumunda son derece mantıklı olan bir özellik.
Kristaller, Bulutlar ve Rüzgarlar
Bu kristaller muhtemelen Dünya’daki jeotlarda ve mücevher mağazalarında bulunan sivri altıgen prizmalara şekil olarak benzer olsa da, her biri yalnızca yaklaşık 10 nanometre (bir santimetrenin milyonda biri) çapındadır.
Sıcak bir gök cisminin üç boyutlu görünümünü oluşturmaya yardımcı olmak için tasarlanan Webb Garantili Zaman Gözlemi (GTO) programını yöneten Cornell Üniversitesi’nden ortak yazar Nikole Lewis, “Hubble verileri aslında bu parçacıkların boyutunun sınırlandırılmasında önemli bir rol oynadı” dedi. Jüpiter atmosferi. “Sadece Webb’in MIRI verilerinden silika bulunduğunu biliyoruz, ancak kristallerin ne kadar büyük olduğunu anlamak için Hubble’ın görünür ve yakın kızılötesi gözlemlerine ihtiyacımız vardı.”
WASP-17 b’nin bulutlarında tespit edilen kuvars kristalleri, Dünya’daki bulutlarda bulunan mineral parçacıklarının aksine, kayalık bir yüzeyden süpürülmüyor. Bunun yerine atmosferin kendisinden kaynaklanırlar. “WASP-17 b son derece sıcaktır – yaklaşık 2.700 derece Fahrenhayt (1.500 derece santigrat) – ve kuvars kristallerinin atmosferin yükseklerinde oluştuğu basınç, Dünya yüzeyinde deneyimlediğimiz basıncın yalnızca binde biri kadardır,” diye açıkladı Grant. “Bu koşullarda katı kristaller, önce sıvı faza geçmeden doğrudan gazdan oluşabilir.”
Bulutların neden oluştuğunu anlamak, gezegeni bir bütün olarak anlamak için çok önemlidir. WASP-17 b gibi Sıcak Jüpiterler öncelikle hidrojen ve helyumdan, az miktarda da su buharı (H) gibi diğer gazlardan oluşur.2O) ve karbondioksit (CO2). “Sadece bu gazların içindeki oksijeni dikkate alırsak ve kuvars (SiO) gibi minerallerde saklı oksijenin tamamını hesaba katmayı ihmal edersek2), toplam bolluğu önemli ölçüde hafife alacağız,” diye açıkladı Wakeford. “Bu güzel silika kristalleri bize farklı malzemelerin envanterini ve bunların hepsinin bu gezegenin çevresini şekillendirmek için nasıl bir araya geldiğini anlatıyor.”
Tam olarak ne kadar kuvars bulunduğunu ve bulutların ne kadar yaygın olduğunu belirlemek zordur. Grant, “Bulutlar muhtemelen gözlemlerimizin incelediği bölge olan gündüz/gece geçişi (sonlandırıcı) boyunca mevcut” dedi. Gezegenin çok sıcak gündüz tarafı ve daha serin gece tarafı ile gelgit kilitli olduğu göz önüne alındığında, bulutların gezegenin etrafında dolaşması, ancak daha sıcak gündüz tarafına ulaştıklarında buharlaşması muhtemeldir. “Rüzgarlar bu küçük camsı parçacıkları saatte binlerce kilometre hızla hareket ettiriyor olabilir.”
WASP-17 b, JWST Teleskop Bilim Adamı Ekibinin, her bir önemli ötegezegen sınıfından bir temsilcinin kapsamlı gözlem setini toplamak için tasarlanan Çok Cihazlı Spektroskopi (DREAMS) araştırmalarını kullanarak Ötegezegen Atmosferlerinin Derin Keşfi tarafından hedeflenen üç gezegenden biridir. : sıcak bir Jüpiter, sıcak bir Jüpiter Neptünve ılıman kayalık bir gezegen. Sıcak Jüpiter WASP-17 b’nin MIRI gözlemleri GTO 1353 programının bir parçası olarak yapıldı.
Referans: David Grant, Nikole K. Lewis, Hannah R. Wakeford, Natasha E. Batalha, Ana Glidden, Jayesh Goyal, Elijah Mullens, Ryan J. MacDonald tarafından yazılan “JWST-TST RÜYALARI: WASP-17b Atmosferindeki Kuvars Bulutları” , Erin M. May, Sara Seager, Kevin B. Stevenson, Jeff A. Valenti, Channon Visscher, Lili Alderson, Natalie H. Allen, Caleb I. Cañas, Knicole Colón, Mark Clampin, Néstor Espinoza, Amélie Gressier, Jingcheng Huang, Zifan Lin, Douglas Long, Dana R. Louie, Maria Peña-Guerrero, Sukrit Ranjan, Kristin S. Sotzen, Daniel Valentine, Jay Anderson, William O. Balmer, Andrea Bellini, Kielan KW Hoch, Jens Kammerer, Mattia Libralato, C. Matt Mountain, Marshall D. Perrin, Laurent Pueyo, Emily Rickman, Isabel Rebollido, Sangmo Tony Sohn, Roeland P. van der Marel ve Laura L. Watkins, 16 Ekim 2023, Astrofizik Günlük Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/acfc3b
James Webb Uzay Teleskobu dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Webb, güneş sistemimizdeki gizemleri çözüyor, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyalara bakıyor ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve onun içindeki yerimizi araştırıyor. Webb, NASA’nın ortakları ESA ile birlikte yürüttüğü uluslararası bir programdır (Avrupa Uzay Ajansı) ve Kanada Uzay Ajansı.