Webb’deki NIRISS aracı, aşırı sıcak Jüpiter benzeri bir ötegezegenin atmosferini haritalıyor

400 ışıkyılı uzaklıkta o kadar cezbedici bir şey var ki, gökbilimciler 2009’daki keşfinden bu yana onu inceliyorlar. WASP-18b’nin güneşimizden biraz daha büyük olan yıldızının etrafındaki bir dönüşü sadece 23 saat sürüyor. Güneş sistemimizde buna benzer bir şey yok.

Université de Montréal Ph.D. liderliğindeki yeni bir çalışma. öğrencisi Louis-Philippe Coulombe, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) üzerindeki Kanada NIRISS aletinden elde edilen yeni verilere dayanarak, Jüpiter’den 10 kat daha büyük bir ultra-sıcak gaz devi olan bu ötegezegen hakkında pek çok sürpriz barındırıyor.

Bir ötegezegenin haritalanması

Uluslararası bir gökbilimciler ekibi, ötegezegen WASP-18b’nin atmosferindeki su buharını belirlediler ve gezegenin yıldızının arkasından kayıp yeniden ortaya çıkışının bir sıcaklık haritasını çıkardılar. Bu olay ikincil tutulma olarak bilinir. Bilim adamları, yıldız ve gezegenden gelen birleşik ışığı okuyabilir, ardından gezegen arkasında hareket ettikçe sadece yıldızdan ölçümleri hassaslaştırabilir.

WASP-18b’nin gün yüzü olarak bilinen aynı yüzü, tıpkı Ay’ın her zaman Dünya’ya dönük olması gibi, her zaman yıldızına bakar. Buna gelgit kilitleme denir. Ötegezegenin sıcaklık veya parlaklık haritası, yıldıza bakan en sıcak noktadan, gelgitle kilitlenmiş gezegenin gündüz ve gece taraflarının kalıcı alacakaranlıkta buluştuğu sonlandırıcıya kadar sıcaklıkta büyük bir değişiklik (1.000 dereceye kadar) gösteriyor.

“JWST bize, WASP-18b gibi sıcak dev gezegenlerin her zamankinden çok daha ayrıntılı haritalarını çıkarma hassasiyeti veriyor. Bu, JWST ile ilk kez bir gezegenin haritasının çıkarılması ve bizim yaptıklarımızdan bazılarının olduğunu görmek gerçekten heyecan verici. Arizona Üniversitesi’nde Sagan Üyesi ve yazarlardan biri olan Megan Mansfield, “gezegende doğrudan yıldıza bakan noktadan uzakta sıcaklıkta keskin bir düşüş gibi tahmin edilen modeller aslında verilerde görülüyor” dedi. sonuçları açıklayan kağıt.

Ekip, gezegenin gündüz tarafındaki sıcaklık gradyanlarını haritaladı. Terminatörde gezegenin ne kadar soğuk olduğu göz önüne alındığında, rüzgarların ısıyı gece tarafına verimli bir şekilde yeniden dağıtmasını engelleyen bir şey olabilir. Ancak rüzgarları neyin etkilediği hala bir muamma.

“WASP-18 b’nin parlaklık haritası, atmosferik sürtünmeye sahip modellerle en iyi eşleşen doğu-batı rüzgarlarının olmadığını gösteriyor. Olası bir açıklama, bu gezegenin güçlü bir manyetik alana sahip olması, ki bu heyecan verici bir keşif olurdu” dedi. -yazar Ryan Challener, Michigan Üniversitesi’nden.

Tutulma haritasının bir yorumu, manyetik etkilerin, aksi takdirde bekleyeceğimiz gibi, rüzgarları Doğu-Batı yerine gezegenin ekvatorundan Kuzey kutbu üzerinden yukarıya ve Güney kutbu üzerinden aşağı doğru esmeye zorladığıdır.

Araştırmacılar, gaz devi gezegenin atmosfer katmanlarının farklı yüksekliklerindeki sıcaklık değişikliklerini kaydetti. Yüzlerce derece değişen sıcaklıkların yükseklikle arttığını gördüler.

Su buharı belirtileri

Gezegenin atmosferinin spektrumu, neredeyse 2.700 santigrat dereceye varan aşırı sıcaklıklara rağmen mevcut olan çok sayıda küçük ama kesin olarak ölçülmüş su özelliklerini açıkça gösteriyor. O kadar sıcaktır ki çoğu su molekülünü parçalara ayırır, bu yüzden varlığını görmek bile Webb’in kalan suyu tespit etme konusundaki olağanüstü duyarlılığını gösterir. WASP-18 b’nin atmosferinde kaydedilen miktarlar, çeşitli yüksekliklerde su buharı bulunduğunu gösteriyor

Doktora Louis-Philippe Coulombe, “WASP-18 b’nin JWST spektrumuna ilk kez bakmak ve suyun ince ama hassas bir şekilde ölçülmüş imzasını görmek harika bir duyguydu” dedi. Université de Montréal’de öğrenci, Trottier Dış Gezegenler Araştırma Enstitüsü’nün (iREx) üyesi ve WASP-18b makalesinin baş yazarı.

UdeM Profesörü, iREx üyesi ve bu makalenin ortak yazarı Björn Benneke, “Bu tür ölçümleri kullanarak, önümüzdeki yıllarda çok çeşitli gezegenler için bu tür molekülleri tespit edebileceğiz” diye ekledi. Benneke, Coulombe’un doktora derecesidir. aynı zamanda danışman ve 2016’dan beri WASP-18b’yi incelemek için dünya çapındaki çabalara öncülük ediyor.

NIRISS cihazının ve erken kariyer bilim insanlarının çalışmaları

Gökbilimciler ekibi, Kanada Uzay Ajansı ve Université de Montréal ve iREx dahil olmak üzere çeşitli ortakların katkılarıyla Webb’in araçlarından biri olan Near-Infrared Imager ve Slitless Spectrograph’ı (NIRISS) kullanarak yaklaşık altı saat boyunca WASP-18b’yi gözlemledi.

Carnegie Bilim Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacı olan Anjali Piette, “Bu spektrumdaki su özellikleri çok ince olduğundan, önceki gözlemlerde tespit edilmesi zordu. Bu, bu JWST gözlemleriyle su özelliklerini nihayet görmeyi gerçekten heyecan verici hale getirdi” dedi. ve yeni araştırmanın yazarlarından biri.

WASP-18b gözlemleri, Santa Cruz’daki California Üniversitesi’nden astronom Natalie Batalha tarafından yönetilen ve yeni araştırmanın ve yüzden fazla araştırmacının koordinasyonuna yardımcı olan Geçiş Yapan Ötegezegen Topluluğu Erken Yayın Bilim Programının bir parçası olarak toplandı. takım. Bu çığır açan çalışmaların çoğu, Coulombe, Challener, Piette ve Mansfield gibi erken kariyer bilim adamları tarafından yapılıyor.

Hem yıldızına hem de bize olan yakınlığı, WASP-18b’nin büyük kütlesi gibi bu bilim adamları için çok ilgi çekici bir hedef olmasına yardımcı oldu. WASP-18b, atmosferlerini inceleyebildiğimiz en büyük dünyalardan biridir. Gökbilimciler, bu tür gezegenlerin sistemlerinde nasıl bulunduklarını ve bulundukları yere nasıl geldiklerini anlamaya çalışıyorlar. Bunun da Webb’den bazı erken yanıtları var.

“WASP-18 b’nin spektrumunu analiz ederek, sadece atmosferinde bulunabilen çeşitli molekülleri değil, aynı zamanda nasıl oluştuğunu da öğreniyoruz. Gözlemlerimizden, WASP-18 b’nin bileşiminin onunkine çok benzediğini görüyoruz. Coulombe, yıldızın doğumundan hemen sonra mevcut olan artık gazdan oluştuğu anlamına geliyor” dedi. “Bu sonuçlar, güneş sistemimizde benzeri olmayan WASP-18b gibi garip gezegenlerin nasıl var olduklarının net bir resmini elde etmek için çok değerli.”

kağıt görünür Doğa.