Titanové mraky spôsobujú zmätok na klima exoplanety "horúceho Jupitera"

Anonim

Titanové mraky spôsobujú zmätok na klima "horúceho Jupitera " exoplanety

priestor

Michael Irving

14. septembra 2017

3 obrázky

Astronómovia zistili, že v atmosfére exoplanetu "horúceho Jupitera" WASP-19b (Kredit: ESO / M. Kornmesser)

Exoplanety sú neustálym zdrojom prekvapenia a zázraku. Oblaky HAT-P-7b sú zdobené mraky z rubínov a zafírov, KELT-9b je teplejšia ako väčšina hviezd a astronómovia si dnes všimli niečo zvláštne o plynovom gigante WASP-19b. V hornej atmosfére tohto "horúceho Jupitera" sedí vrstva oxidu titaničitého, ktorá na hlavu prevrátila obvyklú štruktúru atmosferických teplôt.

Aj keď je to blízko k rovnakej mase ako Jupiter, WASP-19b sedí ďaleko, ďaleko bližšie k svojej hostiteľskej hviezde, obiehajúce každých 19 hodín. Pokiaľ ide o blízke, znamená to, že planéta sa varí približne na 2 000 ° C (3 632 ° F).

Astronómovia z európskej južnej observatórií sledovali WASP-19b už viac ako rok a analyzovali zloženie svojej atmosféry tým, že pozorovali, ako prechádza svetlo z hviezdy. Rôzne molekuly a plyny ovplyvnia vlnové dĺžky svetla viditeľné na druhej strane a vrstvy rôznych materiálov je možné identifikovať pozorovaním zmien v polomere exoplanety, keď sa zobrazuje pri rôznych vlnových dĺžkach.

Potom je záležitosťou porovnávania týchto údajov s atmosférickými modelmi. Tím rozhodol, že zamračená atmosféra WASP-19b obsahuje malé množstvo oxidu titaničitého (TiO), ako aj vodu a sodík.

"Zistenie týchto molekúl nie je jednoduchý výkon, " hovorí Elyar Sedaghati, vedúci autor štúdie. "Použili sme algoritmus, ktorý skúma veľa miliónov spektier spájajúcich širokú škálu chemických zložení, teplôt a oblačnosti alebo zákalu, aby sme mohli vyvodiť naše závery."

Tím tiež študoval účinky TiO na klima exoplanety a zistil, že pravdepodobne vykonáva podobnú funkciu ako ozónová vrstva Zeme, aj keď má opačný vplyv na teplotu v nadmorskej výške. Ozón na Zemi a oxid titánu na WASP-19b absorbujú svetlo zo svojich rodičovských hviezd, ale TiO uvoľňuje energiu lokálne do stratosféry. To znamená, že teploty sú vyššie v hornej atmosfére a chladnejšie v nižších nadmorských výškach - opak toho, ako tu fungujú veci na Zemi.

"Oxid titaničitý môže podstatne ovplyvniť správanie atmosféry WASP-19b, " hovorí Ryan MacDonald, spoluautor štúdie. "Od zmeny svojej teplotnej štruktúry až po silný vietor sme teraz o krok bližšie k odhaleniu povahy tohto extrémneho sveta."

Toto je prvýkrát, čo bol v atmosfére plynového obrovského exoplanetu detekovaný oxid titaničitý a tento nález by mal pomôcť astronómom lepšie pochopiť zloženie a procesy, ktoré sa dejú v atmosfére týchto vzdialených svetov.

"Predpokladá sa, že TiO existuje v horúcich Jupiteroch už viac ako desať rokov, ale jeho presvedčivé odhalenie sa v minulosti ukázalo ako neuspokojivé, " hovorí Nikku Madhusudhan, spoluautor štúdie. "Jasná detekcia molekuly je hlavným pozorovateľským pokrokom - je to vzrušujúci čas v exoplanetárnej vede."

Výskum bol publikovaný v časopise Nature .

Zdroj: Európske južné observatórium

Umiestnenie WASP-19b v konštelácii Vela (kredit: ESO, IAU a Sky & Telescope)

Astronómovia dokážu analyzovať zloženie atmosféry exoplanétov ako WASP-19b pozorovaním rozptylu svetla z rodičovskej hviezdy (Kredit: ESO / M. Kornmesser)

Astronómovia zistili, že v atmosfére exoplanetu "horúceho Jupitera" WASP-19b (Kredit: ESO / M. Kornmesser)