הקונספט של האמן הזה מראה איך יכול להיראות כוכב הלכת האקזו-כוכב החם ענק הגז WASP-43 b. WASP-43 b הוא כוכב לכת בגודל צדק המקיף כוכב במרחק של כ-280 שנות אור, בקבוצת הכוכבים סקסטנים. כוכב הלכת מקיף במרחק של כ-1.3 מיליון מיילים (0.014 יחידות אסטרונומיות, או AU), ומשלים מעגל אחד בכ-19.5 שעות. מכיוון שהוא כל כך קרוב לכוכב שלו, WASP-43 b כנראה נעול בגאות: קצב הסיבוב ותקופת ההקפה שלו זהים, כך שצד אחד פונה לכוכב כל הזמן.
מדידות טמפרטורה המבוססות על כמות האור הבינוני-אינפרא אדום של 5 עד 12 מיקרון הנפלט על ידי כוכב הלכת מראות שצד הלילה מכוסה כנראה בעננים עבים וגבוהים. מדידות ספקטרוסקופיה מצביעות על נוכחות של אדי מים הן בצד היום והן בצד הלילה. אבל בגלל שחם מדי בשביל להתקיים מים נוזליים, העננים עשויים כנראה מגרגרי מינרלים זעירים במקום טיפות מים. מחסור מפתיע של מתאן בצד הלילה מצביע על כך שרוחות מזרחיות חזקות מערבבות גזים אטמוספריים סביב כדור הארץ. איור זה מבוסס על נתונים חדשים שנאספו על ידי מכשיר אינפרא אדום בינוני (MIRI) של Webb וכן תצפיות קודמות מטלסקופים אחרים מבוססי קרקע וחלל, כולל האבל ושפיצר. ווב לא צילם אף תמונה של כדור הארץ. קרדיט: נאס"א, ESA, CSA, ראלף קרופורד (STScI)
מדענים השתמשו בטלסקופ ג'יימס ווב כדי לחקור את WASP-43b, ומצאו עננים בגובה רב והפרשי טמפרטורות גדולים בין צדי היום והלילה שלו. הממצאים שלהם מספקים תובנות לגבי האקלים הקיצוני והדינמיקה האטמוספרית של כדור הארץ.
ג'סמינה בלצ'יץ', מדענית מחקר ב-NYU אבו דאבי, יחד עם פרופסור חבר איאן דובס-דיקסון מהמרכז לאסטרופיזיקה ומדעי החלל (CASS) וה- טלסקופ החלל ג'יימס ווב צוות Transiting Exoplanet Early Release Science (JTEC-ERS), השתמשו נאס"אטלסקופ ג'יימס ווב כדי לחשוף פרטים חדשים על האווירה של ענק אקסופלנטדומה בגודלו ל צדק. זה כולל תצפיות פורצות דרך בעננים עמוסי האבק של הפלנטה.
במחקר שפורסם לאחרונה ב אסטרונומיה של הטבעהחוקרים מפרטים כיצד הם בדקו את היכולות שאין שני להן של כלי האינפרא אדום של Webb (מירי) וצפה בכל מסלולו של WASP-43b, כוכב לכת ענק מלא בגז. תצפיות "עקומת שלב" אלו, שנערכו במהלך שנת הפתיחה של ווב, חשפו את התפלגות הטמפרטורה על פני כדור הארץ כולו ושפכו אור על האקלים הפלנטרי. החוקרים מצאו עננים עבים ומחסור מפתיע במתאן בצד הלילה של הפלנטה, ונוכחות מים בכל מקום בכל האטמוספירה שלו. זו הפעם הראשונה שעננים מתקבלים על צד הלילה של כדור הארץ; הם נמצאו בגבהים גבוהים בהרבה באטמוספרה הפלנטרית בהשוואה לעננים טיפוסיים שנצפו על פני כדור הארץ.
מאפיינים פלנטריים ומסלול
WASP-43b חולק גודל ומסה דומים לצדק, אך הוא מתבדל באופן משמעותי במאפיינים הפלנטריים שלו. הכוכב המארח שלו, WASP-43A, קריר ואדום בהרבה מהשמש שלנו ונמצא במרחק של כ-86 שנות אור מכדור הארץ. WASP-43b מסתובב קרוב מאוד לכוכב שלו, וכתוצאה מכך שנה שנמשכת רק 19.5 שעות. קרבה זו גורמת לסיבוב כוכב הלכת להסתנכרן עם מסלולו, כאשר צד אחד תמיד פונה לכוכב, בדומה לנעילת הגאות והשפל הנצפית עם הירח שלנו. כתוצאה מכך, מחצית כדור הארץ (צד היום) מוארת באופן קבוע וחם מאוד, בעוד שהחצי השני (צד הלילה) מוצל באופן קבוע וקר הרבה יותר.
"צפינו בכוכב הלכת הזה בזמן שהוא מסתובב סביב הכוכב שלו באמצעות ספקטרומטר אינפרא אדום כדי שנוכל לחקור את האור שיוצא מהאזורים השונים של האטמוספירה שלו", אמר בלצ'יק. "זה איפשר לנו להבחין בין טמפרטורות היום והלילה, ולזהות נוכחות של עננים ומולקולות שונות. כימיקל שונה מִין לספוג אור באורכי גל שונים באינפרא אדום. בשילוב עובדה זו עם תצפיות על המסלול כולו, הצלחנו להגביל את ההרכב הכימי, כיסוי העננים וחלוקת החום על פני כל האטמוספירה ולהסיק מסקנות לגבי האקלים של כוכב הלכת."
הצוות מצא שצד היום המואר באופן קבוע של WASP-43b חם כמו 2285°F (1250°C), בעוד שצד הלילה של כוכב הלכת, למרות שהוא מוצל לצמיתות, עדיין היה חם מאוד 1115°F (600°C).
אקלים קיצוני ודינמיקה אטמוספרית
"היעדר אור שמש ישיר בצד הלילה של כוכב הלכת גורם להפרשי טמפרטורות משמעותיים בין צד היום והלילה, מה שגורם להיווצרות רוחות חזקות במיוחד", אמר דובס-דיקסון, מומחה למודלים אטמוספריים תלת מימדיים ופיזור חום של אטמוספרות אקסופלנטריות. . "בעוד שרוחות על פני כדור הארץ נוצרות באופן דומה עקב שינויים בטמפרטורה, הקרבה של WASP-43b לכוכב המארח שלו גורמת להפרשי טמפרטורות קיצוניים הרבה יותר. זה יצר רוחות של אלפי קילומטרים לשעה, שעולות בהרבה על אלו שעל פני כדור הארץ, חיוניות להפצת החום ולעיצוב האקלים הפלנטרי הכולל."
בנוסף, השוואות של מפת הטמפרטורה של כוכב הלכת עם מודלים אטמוספריים מורכבים תלת מימדיים הוכיחו שניגוד טמפרטורה זה חזק מהצפוי עבור אטמוספירה נטולת עננים. זה מצביע על כך שצד הלילה של כוכב הלכת עטוף בשכבה עבה של עננים שחוסמת חלק גדול מקרינת האינפרה האדומה שאחרת הייתה נצפה. שלא כמו ענני המים של כדור הארץ, העננים בכוכב הלכת החם ביותר הזה דומים לאבק ומורכבים מסלעים ומינרלים.
באופן מפתיע, למרות שכבת עננים עבה זו, צוות JTEC-ERS זיהה גם אותות ברורים של מים בצד הלילה של כדור הארץ. זה איפשר להם לקבוע, בפעם הראשונה, את גובה הענן ועוביו, תוך חשיפת הגובה והצפיפות הבלתי רגילים שלהם בהשוואה לענני כדור הארץ. החוקרים זיהו גם ערבוב מונע על ידי רוח, הנקרא "חוסר שיווי משקל כימי", המעביר גז במהירות בכל האטמוספירה של כדור הארץ ומביא לכימיה אטמוספרית אחידה.
