James Webb Uzay Teleskobu (JWST), Başak takımyıldızında Dünya’dan yaklaşık 700 ışıkyılı uzaklıkta bulunan dış gezegen WASP-39 b’nin ebedi sabah ve ebedi akşam tarafları arasındaki önemli atmosferik farklılıkların doğrulanmasına yardımcı oldu. Jüpiter’in çapının 1,3 katı olan ancak Satürn’e benzer kütleye sahip bu dev gezegen, ana yıldızı tarafından gelgit nedeniyle kilitleniyor ve gezegenin kalıcı bir gündüz ve gece tarafına sahip olmasına neden oluyor.
Gökbilimciler, NIRSpec’i (Yakın Kızılötesi Spektrograf) kullanarak, WASP-39 b’deki sonsuz sabah ile sonsuz akşam arasındaki sıcaklık farkının yaklaşık 300 Fahrenheit (yaklaşık 200 santigrat derece) olduğunu doğruladılar. Gezegenin akşam tarafının 1.450 Fahrenheit (800 santigrat derece) civarında sıcaklıklarla önemli ölçüde daha sıcak olduğu, sabah tarafının ise 1.150 Fahrenheit (600 santigrat derece) ile nispeten daha soğuk olduğu bulundu.
Araştırmacılar ayrıca bulut örtüsünde de farklılıklar buldular; gezegenin gündüz kısmı muhtemelen gece kısmına göre daha bulutluydu. Bu sonuçlara, WASP-39 b’nin, dış gezegen sonlandırıcısında (gündüz ve gece taraflarını ayıran sınır) 2 ila 5 mikron aralığındaki iletim spektrumunun analiz edilmesiyle ulaşıldı. Geçirgenlik spektrumu, yıldızın önünde hareket eden bir gezegenin atmosferinden filtrelenen yıldız ışığının, gezegen yıldıza yakın olduğundan filtrelenmemiş yıldız ışığıyla karşılaştırılmasıyla oluşturulur.
“WASP-39 b, JWST kullanılarak dış gezegenlerin atmosferinin incelenmesinde bir tür referans gezegen haline geldi. Şişkin ve kabarık bir atmosfere sahip, bu nedenle yıldızdan gezegenin atmosferinden süzülen sinyal oldukça güçlü,” dedi çalışmanın baş yazarı Nestor Espinosa.
WASP-39b’nin atmosferinin daha önce yayınlanmış JWST spektrumları karbondioksit, kükürt dioksit, su buharı ve sodyumun varlığını ortaya çıkardı. Ancak yeni analiz, gece-gündüz sınırını akşam ve sabah bölgelerine ayırmayı mümkün kıldı ve bu da taraflar arasında net bir ayrım yapılmasını mümkün kıldı.
Ortaya çıkan verilerin kapsamlı modellemesi, araştırmacıların WASP-39 b’nin atmosferik yapısını, bulut örtüsünü ve sıcaklık farkının nedenlerini incelemesine de olanak tanıdı. Gökbilimciler, gezegenin etrafındaki gaz dolaşımının sıcaklık farklılıklarını etkileyen ana faktör olduğunu doğruladılar. WASP-39 b gibi aşırı derecede radyasyona maruz kalan bir ötegezegende, gezegen yıldızının etrafında dönerken gaz hareket ederek güçlü bir ekvator jet akımı yaratıyor. Sonuç olarak, sonlandırıcının sabah tarafı, gece tarafında soğutulan havanın rüzgar cephelerine maruz kaldığı için akşam tarafına göre daha soğuktur, akşam tarafı ise gündüz tarafında ısıtılan rüzgarlara maruz kalır.
Takımın sonuçları Nature dergisinde yayınlandı. Daha ileri araştırmalar için bilim insanları, gelgitle kilitlenen diğer sıcak Jüpiterlerin atmosferik farklılıklarını incelemek için aynı analiz yöntemini kullanmayı planladılar. Bu yöntem, dış gezegenlerin atmosferlerinde meydana gelen süreçlerin daha iyi anlaşılmasına ve gezegen sistemlerinin oluşumu ve evrimi hakkındaki bilgilerin genişletilmesine yardımcı olabilir.
Buna ek olarak araştırmacılar, JWST’yi süper Dünyalar ve mini Neptünler de dahil olmak üzere daha soğuk dış gezegenleri incelemek ve benzer atmosferik özelliklere ve süreçlere sahip olup olmadıklarını belirlemek için kullanmayı planlıyor. Bu gözlemler, Evrendeki gezegen sistemlerinin çeşitliliğinin ve yaşamın ortaya çıkması için gerekli koşulların daha iyi anlaşılmasına yardımcı olabilir.