Gökbilimciler, NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanarak, yaşanmaz dış gezegen WASP-121 b’de devasa kasırgalar gibi dinamik hava etkinlikleri tespit ettiler. Uzak gezegenlerin hava durumunu incelemek için hayati önem taşıyan bu keşif, ayrıntılı gözlemler ve gelişmiş hesaplamalı modellerle mümkün oluyor. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, Quentin Changeat (ESA/STScI), Mehdi Zamani (ESA/Hubble)
“Sıcak Jüpiter”de fırtınalı hava sergileniyor
Jüpiterbüyüklüğündeki gezegen WASP-121 b ev diyebileceğimiz bir yer değil. Başlangıç olarak, Güneş’ten daha parlak ve daha sıcak bir yıldıza çok yakın bir yörüngede dönüyor. Gezegen yıldızına o kadar tehlikeli derecede yakın ki üst atmosferi 3.400 dereceye ulaşıyor Fahrenhayt – çelik yüksek fırından daha sıcaktır.
Ev sahibi yıldızdan gelen ultraviyole ışık seli, gezegenin üst atmosferini ısıtıyor, bu da magnezyum ve demir gazının uzaya kaçmasına neden oluyor. Yıldızdan gelen güçlü yerçekimsel gelgit kuvvetleri, gezegenin şeklini değiştirerek daha çok futbol topu şeklinde görünmesini sağladı. Birkaç yıllık tecrübeyi birleştirerek Hubble uzay teleskobu Bilgisayar modellemesi ile yapılan gözlemler sonucunda gökbilimciler cehennem gezegeninde dönen devasa kasırgalara dair kanıtlar buldular. Kasırgalar, yıldıza bakan tarafı ile karanlık gece tarafı arasındaki büyük sıcaklık farkı nedeniyle defalarca yaratılıp yok ediliyor. dış gezegen.
Bu, Tylos olarak da bilinen ötegezegen WASP-121 b’nin bir sanatçı tarafından çekilmiş konseptidir. Dış gezegenin görünümü, nesnenin Hubble simülasyon verilerine dayanmaktadır. Başka bir bilim insanı ekibi, Hubble gözlemlerini kullanarak daha önce aşırı sıcak Jüpiter dış gezegeninin üst atmosferinden magnezyum ve demir gibi ağır metallerin kaçtığını tespit etmişti; bunu bu tür bir tespitin ilki olarak işaretliyoruz. Dış gezegen, ev sahibi yıldızına tehlikeli derecede yakın bir yörüngede dönüyor, bu da Dünya’nın Güneş’e olan mesafesinin kabaca %2,6’sı kadar, yıldızın gelgit kuvvetleri tarafından parçalanmanın eşiğine getiriyor. Güçlü yerçekimi kuvvetleri gezegenin şeklini değiştirdi. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, Quentin Changeat (ESA/STScI), Mehdi Zamani (ESA/Hubble)
Hubble Uzay Teleskobu, Ötegezegenin Atmosferinin 3 Yıl İçinde Değiştiğini Gözlemledi
Birkaç yıllık gözlemleri birleştirerek NASAHubble Uzay Teleskobu’nun yardımıyla, bilgisayar modellemesi yürüten gökbilimciler, 880 ışıkyılı uzaklıkta, Jüpiter büyüklüğünde sıcak bir gezegende dönen devasa kasırgalar ve diğer dinamik hava etkinliklerine dair kanıtlar buldular.
WASP-121 b olarak adlandırılan gezegen yaşanabilir değil. Ancak bu sonuç, uzak dünyalardaki hava durumu modellerini incelemek ve belki de en sonunda istikrarlı, uzun vadeli iklimlere sahip potansiyel olarak yaşanabilir ötegezegenleri bulmak için önemli bir ilk adımdır.
Geçtiğimiz birkaç on yılda, güneş sistemimizdeki komşu gezegenlerin ayrıntılı teleskopik ve uzay aracı gözlemleri, onların çalkantılı atmosferlerinin statik olmadığını, tıpkı Dünya’daki hava durumu gibi sürekli değiştiğini gösteriyor. Bu değişkenlik diğer yıldızların etrafındaki gezegenler için de geçerli olmalıdır. Ancak bu tür değişiklikleri gerçekten ölçmek için çok sayıda ayrıntılı gözlem ve hesaplamalı modelleme gerekir.
Ötegezegen Hava Gözlemlerinde Bir Atılım
Keşfi gerçekleştirmek için uluslararası bir gökbilimci ekibi, Hubble’ın WASP-121 b’nin 2016, 2018 ve 2019 yıllarında alınan gözlemlerini bir araya getirdi ve yeniden işledi.
Gezegenin zamanla değişen dinamik bir atmosfere sahip olduğunu buldular. Ekip, bu dramatik zamansal değişimlerin ötegezegenin atmosferindeki hava durumu düzenleriyle açıklanabileceğini göstermek için karmaşık modelleme teknikleri kullandı.
Bu görselleştirme, Tylos olarak da bilinen dış gezegen WASP-121 b için gün doğumu, öğlen, gün batımı ve gece yarısı boyunca 130 ötegezegen gününü kapsayan sıcaklık tahminini göstermektedir. Daha parlak sarı bölgeler, ötegezegenin gündüz tarafındaki sıcaklıkların 2.100 Kelvin (3.320 Fahrenheit derece) üzerine çıktığı alanları gösteriyor; Ev sahibi yıldıza yakınlığı nedeniyle, Dünya’nın Güneş’e olan mesafesinin kabaca %2,6’sı kadardır. Gökbilimciler, gündüz ve gece tarafları arasındaki aşırı sıcaklık farkından dolayı, gündüz tarafında atmosferin yüksek katmanlarına kaçan buharlaşmış demir ve diğer ağır metallerin kısmen alt katmanlara geri düşerek geceleri demir yağmuruna neden olduğundan şüpheleniyorlar. Ağır metallerin bir kısmı da gezegenin yerçekiminden üst atmosferden kaçıyor. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, Quentin Changeat (ESA/STScI), Mehdi Zamani (ESA/Hubble)
Ekip, WASP-121 b’nin atmosferinin gözlemler arasında dikkate değer farklılıklar gösterdiğini buldu. En dramatik olanı, ötegezegenin yıldıza bakan tarafı ile karanlık tarafı arasındaki büyük sıcaklık farkı nedeniyle tekrar tekrar yaratılıp yok edilen devasa hava cepheleri, fırtınalar ve devasa kasırgalar olabilir. Ayrıca, ötegezegenin en sıcak bölgesi ile gezegendeki yıldıza en yakın nokta arasında belirgin bir sapmanın yanı sıra, ötegezegenin atmosferinin kimyasal bileşimindeki değişkenliği de (spektroskopiyle ölçüldüğü üzere) tespit ettiler.
Ekip bu sonuçlara, dış gezegenin atmosferinde gözlemlenen değişiklikleri açıklamaya yardımcı olacak hesaplamalı modeller kullanarak ulaştı. Pasadena, Kaliforniya’daki Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacı ve eş-lider olan Jack Skinner, “Ötegezegen atmosfer simülasyonlarımızın dikkat çekici ayrıntıları, WASP-121 b gibi aşırı sıcak gezegenlerdeki hava durumunu doğru bir şekilde modellememize olanak tanıyor” dedi. bu çalışmanın. “Burada, bu gezegenlerdeki zamanla değişen hava durumunu anlamak için gözlemsel kısıtlamaları atmosfer simülasyonlarıyla birleştirerek ileriye doğru önemli bir adım atıyoruz.”
Ekibin baş araştırmacılarından biri olan Quentin Changeat, “Bu, ötegezegenlerdeki hava durumunu gözlemlemek için ilerledikçe oldukça heyecan verici bir sonuç” dedi. Avrupa Uzay Ajansı Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nde Araştırma Görevlisi. “Ötegezegenlerin hava durumunu incelemek, diğer dünyalardaki ötegezegen atmosferlerinin karmaşıklığını anlamak için, özellikle de yaşanabilir koşullara sahip ötegezegenlerin araştırılmasında hayati önem taşıyor.”
Bu görselleştirme, Tylos olarak da bilinen ötegezegen WASP-121 b’deki hava durumunu göstermektedir. Bu video, ötegezegenin atmosferindeki desenleri daha yakından gözlemlemek için yavaşlatıldı. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, Quentin Changeat (ESA/STScI), Mehdi Zamani (ESA/Hubble)
WASP-121 b: Gezegen Dışı Atmosferlerde Bir Vaka Çalışması
WASP-121 b ana yıldızına o kadar yakın ki yörünge süresi yalnızca 1,27 gün. Bu yakınlık, gezegenin gelgit açısından kilitlendiği anlamına gelir, böylece aynı yarımküre her zaman yıldıza bakar, tıpkı Ay’ımızın her zaman aynı tarafının Dünya’ya dönük olması gibi. Gündüz sıcaklıkları gezegenin yıldızlara bakan tarafında 3.450 Fahrenheit’e (2.150 derece Kelvin) yaklaşıyor.
Ekip, WASP-121 b’nin dört set Hubble arşiv gözlemini kullandı. Tam veri seti, yıldızının önünden geçen WASP-121 b’nin (Haziran 2016’da alınmıştır) gözlemlerini içeriyordu; İkincil tutulma olarak da bilinen WASP-121 b, yıldızının arkasından geçiyor (Kasım 2016’da çekilmiş); ve WASP-121 b’nin yıldıza olan faz açısının bir fonksiyonu olarak parlaklığı (Ay’ımızın faz döngüsüne benzer şekilde, ana yıldızının etrafında dönen bir dış gezegenden Dünya’ya alınan değişen ışık miktarı). Bu veriler sırasıyla Mart 2018 ve Şubat 2019’da alınmıştır.
Changeat, “Birleştirilmiş veri seti, tek bir gezegen için önemli miktarda gözlem süresini temsil ediyor ve şu anda bu tür tekrarlanan gözlemlerin tutarlı tek seti” dedi. Bu gözlemlerden elde ettiğimiz bilgiler, WASP-121 b’nin atmosferinin kimyasını, sıcaklığını ve bulutlarını farklı zamanlarda çıkarmak için kullanıldı. Bu bize gezegenin zaman içinde değişimine dair mükemmel bir resim sağladı.”
Hubble’ın benzersiz yetenekleri, 1 Aralık’ta başlayan Döngü 31 gözlemleri aracılığıyla mümkün kılacağı geniş kapsamlı bilim programlarında da açıkça görülüyor. Hubble’ın zamanının yaklaşık üçte ikisi görüntüleme çalışmalarına ayrılacak, geri kalanı ise spektroskopi çalışmalarına ayrılacak. WASP-121 b için kullanılanlar gibi. Döngü 31 bilimi hakkında daha fazla ayrıntı şu şekildedir: son duyuru.
Referans: “Ultra sıcak Jüpiter WASP-121b’nin atmosferi değişken mi?” Yazan: Quentin Changeat, Jack W. Skinner, James YK. Cho, Joonas Nättilä, Ingo P. Waldmann, Ahmed F. Al-Refaie, Achrène Dyrek, Billy Edwards, Thomas Mikal-Evans, Max Joshua, Giuseppe Morello, Nour Skaf, Angelos Tsiaras, Olivia Venot ve Kai Hou Yip, 2 Ocak 2023 , Astrofizik > Dünya ve Gezegen Astrofiziği.
arXiv:2401.01465
Hubble Uzay Teleskobu, NASA ve ESA arasındaki uluslararası işbirliğinin bir projesidir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu yönetiyor. Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), Hubble ve Webb bilim operasyonlarını yürütmektedir. STScI, Washington DC’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından NASA adına işletilmektedir.