Atmosfera gigantycznych planet jest bardzo zróżnicowana

Nazywany „gorącym Jowiszem” HD 149026b ma temperaturę trzy razy wyższą niż skalista powierzchnia Wenus, najgorętszej planety w naszym Układzie Słonecznym. -NASA/JPL-Caltech

Madryt, 28 marca (prasa europejska) –

Masywne planety poza Układem Słonecznym wyglądają jak Znacznie większe zróżnicowanie ogólnego składu atmosfery Jeden z gazowych olbrzymów krążących wokół naszego Słońca.

W naszym systemie im większa masa planety, tym mniejszy udział „ciężkich” pierwiastków (wszystkich innych niż wodór i hel) w atmosferze planety. Ale w galaktyce Skład atmosfery gigantycznych planet nie pokrywa się z orientacją Układu Słonecznegojak odkrył międzynarodowy zespół astronomów.

Za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) naukowcy wykryli atmosferę egzoplanety HD149026b, „Gorący Jowisz” krążący wokół gwiazdy podobnej do naszego Słońca, jest bardzo obfity w cięższe pierwiastki, węgiel i tlen, znacznie więcej niż sądzą naukowcy. Spodziewamy się planety z jej masą. obok, Diagnostyczny stosunek węgla do tlenu HD149026b, znany również jako „Smertrios”, jest wysoki dla naszego Układu Słonecznego.

te wyniki, Opublikowano w NatureWedług nowych badań, ważny pierwszy krok w uzyskaniu podobnych pomiarów dużej próbki egzoplanet w celu poszukiwania trendów statystycznych. Dostarczają również informacji o powstawaniu planet.

„Wygląda na to, że każda gigantyczna planeta jest inna i zaczynamy dostrzegać te różnice dzięki JWST” – powiedział Jonathan Lunin, profesor nauk fizycznych na Uniwersytecie Cornell i współautor badania. „W tym artykule ustaliliśmy, ile cząsteczek jest w stosunku do głównego składnika gazu, wodoru, który jest najpowszechniejszym pierwiastkiem we wszechświecie. To wiele mówi nam o tym, jak powstała ta planeta”.

Powiedział, że gigantyczne planety w naszym Układzie Słonecznym wykazują niemal całkowity związek między ogólnym składem, składem atmosfery i masą. To stwierdzenie Jacob Bean, profesor astronomii i astrofizyki na Uniwersytecie w Chicago i główny autor artykułu. Egzoplanety wykazują znacznie większą różnorodność ogólnego składu, ale naukowcy nie wiedzieli, jak różnorodny był skład ich atmosfery, aż do analizy przeprowadzonej przez HD149026b.

„Wykazaliśmy definitywnie, że formacje atmosferyczne egzoplanet nie mają tej samej pozornej orientacji, co planety w Układzie Słonecznym” – powiedział Bean. „Gigantyczne egzoplanety wykazują ogromną różnorodność składu atmosferycznego Oprócz ich szerokiej gamy ogólnych kompozycji.

Na przykład Smertrios jest bardzo płodny w porównaniu do swojej masy, powiedział Łunin. „Jest to masa Saturna, ale wydaje się, że jego atmosfera zawiera do 27 razy więcej ciężkich pierwiastków w stosunku do wodoru i helu, które znajdujemy na Saturnie”.

Ten stosunek, który nazywa się „metalicznym” (chociaż zawiera wiele pierwiastków, które nie są metalami), powiedział Łunin, jest przydatny do porównywania planety z jej gwiazdą macierzystą lub innymi planetami w jej systemie. Smertrios jest jedyną znaną planetą w tym konkretnym układzie planetarnym.

Lunin powiedział, że innym kluczowym pomiarem jest stosunek węgla do tlenu w atmosferze planety, który ujawnia „przepis” na oryginalne ciała stałe w układzie planetarnym. W przypadku Smertriosa jest on o około 0,84 rzędów wielkości wyższy niż w naszym Układzie Słonecznym. W naszym Słońcu jest to nieco ponad jeden atom węgla na dwa atomy tlenu (0,55).

„W sumie te obserwacje malują obraz dysku formującego planetę bogatego w ciała stałe bogate w węgiel” – powiedział Lunin. „HD149026b nabył duże ilości tego materiału, gdy się uformował”.

Podczas gdy obfitość węgla może wydawać się korzystna dla szans na życie, wyższy stosunek węgla do tlenu w rzeczywistości oznacza mniej wody na planecie lub w układzie planetarnym, Problem życia, jakie znamy.

Smertrios to interesujący pierwszy przypadek składu atmosfery dla tego konkretnego badania, powiedział Lunine, który planuje obserwować pięć kolejnych gigantycznych egzoplanet w przyszłym roku za pomocą JWST. Potrzebnych jest więcej obserwacji, zanim astronomowie będą mogli wykryć wzorce wśród planet olbrzymów lub w układach z wieloma planetami olbrzymami lub planetami skalistymi o zróżnicowanym składzie. Astronomowie zaczynają to dokumentować.

„Pochodzenie tej różnorodności jest fundamentalną zagadką w naszym rozumieniu formowania się planet” – powiedział Bean. „Mamy nadzieję, że dalsze obserwacje atmosfer egzoplanet za pomocą JWST lepiej zdefiniują tę różnorodność i wyzwolą ograniczenia. W najbardziej złożonych kierunkach, jakie mogą istnieć„.