Aşırı ötegezegen karmaşık ve egzotik bir atmosfere sahiptir

Bern Üniversitesi’nden ve Cenevre Üniversitesi’nden araştırmacıların yanı sıra Ulusal Araştırmada Yeterlilik Merkezi (NCCR) PlanetS’den araştırmacıların da yer aldığı uluslararası bir ekip, bilinen en uç gezegenlerden birinin atmosferini çok ayrıntılı bir şekilde analiz etti. İlk olarak CHEOPS uzay teleskopunun yardımıyla karakterize edilen bu sıcak, Jüpiter benzeri gezegenin sonuçları, gökbilimcilerin Dünya benzeri gezegenler de dahil olmak üzere diğer birçok ötegezegenin karmaşıklığını anlamalarına yardımcı olabilir.

Dünya’nın atmosferi tek tip bir zarf değildir, ancak her biri karakteristik özelliklere sahip farklı katmanlardan oluşur. Deniz seviyesinden en yüksek dağ zirvelerinin ötesine uzanan en alt katman, örneğin troposfer, su buharının çoğunu içerir ve bu nedenle çoğu hava olayının meydana geldiği katmandır. Üzerindeki katman -stratosfer- bizi Güneş’in zararlı ultraviyole ışınlarından koruyan ünlü ozon tabakasını içeren katmandır.

Yayınlanan yeni bir çalışmada Doğa AstronomiLund Üniversitesi liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, bilinen en uç gezegenlerden birinin atmosferinin, çok farklı özelliklere sahip olsa da benzer şekilde farklı katmanlara sahip olabileceğini ilk kez gösteriyor.

Bir atmosfer için egzotik bir kokteyl

WASP-189b, Dünya’dan 322 ışıkyılı uzaklıkta bulunan kendi güneş sistemimizin dışında bir gezegendir. 2020’de CHEOPS uzay teleskobu ile yapılan kapsamlı gözlemler, diğer şeylerin yanı sıra gezegenin ev sahibi yıldızına Dünya’nın Güneş’e olduğundan 20 kat daha yakın olduğunu ve gündüz sıcaklığının 3200 santigrat derece olduğunu ortaya çıkardı. Şili’deki La Silla Gözlemevi’ndeki HARPS spektrografı ile yapılan daha yakın tarihli araştırmalar, ilk kez araştırmacıların bu Jüpiter benzeri gezegenin atmosferine daha yakından bakmalarına izin verdi.

“Gezegenin ev sahibi yıldızından gelen ve gezegenin atmosferinden geçen ışığı ölçtük. Atmosferindeki gazlar, Ozon’un Dünya atmosferindeki güneş ışığının bir kısmını emmesine benzer şekilde, yıldız ışığının bir kısmını emer ve böylece karakteristik ‘parmak izlerini’ bırakırlar. Araştırmanın baş yazarı ve Lund Üniversitesi’nde doktora öğrencisi Bibiana Prinoth, HARPS’ın yardımıyla ilgili maddeleri tanımlayabildik” diye açıklıyor. Araştırmacılara göre, WASP atmosferinde parmak izlerini bırakan gazlar. 189b, demir, krom, vanadyum, magnezyum ve manganez içeriyordu.

Aşırı derecede sıcak bir gezegende bir “Ozon tabakası” mı?

Ekibin bulduğu özellikle ilginç bir madde, titanyum içeren bir gazdır: titanyum oksit. Titanyum oksit Dünya’da çok az bulunurken, WASP-189b’nin atmosferinde önemli bir rol oynayabilir – Dünya atmosferindeki ozonunkine benzer. Kevin Heng, “Titanyum oksit, ultraviyole radyasyon gibi kısa dalga radyasyonunu emer. Bu nedenle tespiti, WASP-189b’nin atmosferinde, Ozon tabakasının Dünya’da yaptığına benzer şekilde yıldız ışıması ile etkileşime giren bir tabakayı gösterebilir” , Bern Üniversitesi’nde astrofizik profesörü ve NCCR PlanetS üyesi açıklıyor.

Gerçekten de araştırmacılar, ultra sıcak Jüpiter benzeri gezegende böyle bir katman ve diğer katmanların ipuçlarını buldular. “Analizimizde, farklı gazların ‘parmak izlerinin’ beklentimize kıyasla biraz değiştiğini gördük. Güçlü rüzgarların ve diğer süreçlerin bu değişiklikleri oluşturabileceğine inanıyoruz. Ve farklı gazların parmak izleri farklı şekillerde değiştirildiği için, Prinoth, “Bunun, farklı katmanlarda var olduklarını gösterdiğini düşünüyoruz – tıpkı Dünya’daki su buharı ve ozonun parmak izlerinin bir mesafeden farklı şekilde değişmiş görünmesine benzer şekilde, çünkü bunlar çoğunlukla farklı atmosfer katmanlarında meydana geliyor” diye açıklıyor. Bu sonuçlar, gökbilimcilerin ötegezegenleri araştırma şeklini değiştirebilir.

Dış gezegenlere bakmanın farklı bir yolu

“Geçmişte, gökbilimciler genellikle ötegezegenlerin atmosferlerinin tek tip bir katman olarak var olduğunu varsaydılar ve bunu böyle anlamaya çalıştılar. Ancak sonuçlarımız, yoğun ışınlanmış dev gaz gezegenlerinin atmosferlerinin bile karmaşık üç boyutlu yapılara sahip olduğunu gösteriyor.” -Yazar ve Lund Üniversitesi’nde kıdemli öğretim görevlisi olan Jens Hoeijmakers işaret ediyor.

“Bu ve Dünya’ya daha çok benzeyenler de dahil olmak üzere diğer gezegen türlerini tam olarak anlayabilmek için, atmosferlerinin üç boyutlu doğasını takdir etmemiz gerektiğine inanıyoruz. Bunun için veri analizi tekniklerinde, bilgisayar modellemesinde ve temel konularda yenilikler gerekiyor. atmosferik teori,” diye bitiriyor Kevin Heng.