הקונספט של אמן זה מראה כיצד יכול להיראות כוכב הלכת WASP-39 b על סמך תצפיות מעבר עקיפות מטלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א כמו גם טלסקופים אחרים מבוססי חלל וקרקע. קרדיט: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
ה טלסקופ החלל ג'יימס ווב סיפק ניתוח מפורט של WASP-39b, מכשיר נעול לגאות אקסופלנט מציג תנאי אטמוספירה שונים בצדי הבוקר והערב שלו, עם בוקר מעונן וקריר יותר בהשוואה לערב חם יותר.
התנאים האטמוספריים השונים של צד "הבוקר" וה"ערב" של כוכב לכת מרוחק נחשפו על ידי טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST).
האטמוספרות של כוכבי לכת – כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו – נמדדו באמצעות טלסקופים רבי עוצמה במשך זמן מה. עם זאת, מאז ומתמיד התייחסו לאטמוספירה זהה בכל רחבי כדור הארץ.
תופעות אטמוספריות ייחודיות ב-WASP-39b
הניתוח החדש, שפורסם ב-15 ביולי ב טֶבַע, מתמקד בכוכב לכת עם אטמוספירה יוצאת דופן, חושף צדדים ברורים של "בוקר" ו"ערב" לכוכב הלכת. המחקר, בהובלת ה המכון למדע טלסקופ החלל ונותח בחלקו על ידי א אימפריאל קולג' בלונדון חוקר, חשף צד בוקר מעונן יותר מאשר צד ערב.
לכוכב הלכת הענק, ששמו WASP-39b, יש רדיוס גדול מ צדקאבל עם מסה דומה ל שַׁבְתַאִי ומקיף כוכב במרחק של כ-700 שנות אור מכדור הארץ. הוא גם קרוב מאוד לכוכב שלו, מה שהופך את טמפרטורת פני השטח היומית הגבוהה שלו ליותר מ-1000 מעלות צלזיוס (1800 מעלות צלזיוס), ומשמעות הדבר היא שהוא משלים סיבוב "יום" אחד באותו זמן שלוקח להשלים מסלול אחד.
נעילת גאות ושפל טמפרטורה
זה גם אומר שהוא 'נעול בגאות': אותו צד של כוכב הלכת תמיד פונה לכוכב שלו, באותו האופן שבו אותו צד של הירח פונה תמיד לכדור הארץ. זה יוצר צד 'יום' קבוע וצד 'לילה' קבוע של הפלנטה, אך גם, באופן מכריע, בין לבין יש צד 'בוקר' ו'ערב'.
ד"ר ג'יימס קירק, מהמחלקה לפיזיקה באימפריאל קולג' בלונדון, אמר: "אין כוכב לכת כזה במערכת השמש שלנו, אבל רוב כוכבי הלכת שאנו צופים במסלול סביב כוכבים רחוקים קרובים יותר, עם מסלולים קצרים, כמו WASP-39b . כעת, הצלחנו לבחון את התיאוריות שלנו לגבי כוכבי הלכת הללו, ולראשונה, למדוד ישירות את צד הבוקר והערב של כוכב לכת על פני טווח אורכי גל רחב."
נסטור אספינוזה, חוקר כוכבי לכת במכון למדעי טלסקופ החלל והמחבר הראשי של המחקר, העיר: "הניתוח הזה מעניין במיוחד מכיוון שאתה מקבל מידע תלת מימדי על כוכב הלכת שלא קיבלת קודם לכן. מכיוון שאנו יכולים לראות שקצה הערב חם יותר, זה אומר שהוא קצת יותר נפוח. אז, תיאורטית, ישנה התנפחות קטנה במחסום המתקרב לצד הלילה של כדור הארץ."
מתודולוגיה וממצאי מחקר
מדענים מגלים מידע על האטמוספרות של כוכבי לכת חיצוניים על ידי מדידת האור המתקבל כאשר כוכב הלכת חולף מול הכוכב שלו. תוך כדי כך, אור הכוכב משתנה על ידי סינון דרך האטמוספירה של כוכב הלכת. שינויים אלה מזוהים על ידי מכשירים בטלסקופ החלל ג'יימס ווב, עם חתימות ספציפיות החושפות מולקולות שונות באטמוספירה.
עם זאת, טכניקה זו מניחה שהאטמוספירה של כוכב הלכת זהה על פני כל פני השטח שלו.
ב-WASP-39b, צד היום, הפונה תמיד לכוכב, חם הרבה יותר מאשר צד הלילה. בגלל האופן שבו כוכב הלכת מסתובב, הפרש הטמפרטורות העצום הזה נחשב ליצור רוח חזקה בקו המשווה הנעה בכיוון אחד. זה מה שיוצר את צד 'הבוקר' – שבו רוח הלילה הקרירה יותר עוברת אל צד היום; וצד ה'ערב' – שבו רוח היום החמה נושאת לצד הלילה. נתונים חושפים את הערב כחם יותר באופן משמעותי, 800 מעלות צלזיוס צורבות, ואת הבוקר 600 מעלות צלזיוס קרירות יותר.
אופן היווצרות העננים תלוי בטמפרטורה, כך שהצוות ציפה שבצד הבוקר והערב יהיו כמויות שונות של כיסוי עננים. הם השתמשו במספר שיטות לניתוח נתוני JWST כדי לבדוק זאת, ומצאו שהבוקר היה מעונן יותר מהערב, כפי שצפוי.
ניתוח התאמה
ד"ר קירק פיתח את אחת מטכניקות הניתוח, שהתמקדה רק באור שנקלט כשהכוכב התחיל וסיים את מעברו על פני הכוכב. מכיוון שרק קצוות כוכב הלכת 'נוגעים' בדיסק של הכוכב ברגעים אלה, אור הכוכב יסונן רק דרך צדי הבוקר או הערב של האטמוספירה בהתאמה.
תוצאות הניתוח של ד"ר קירק תאמו היטב ניתוחים אחרים שהושלמו על ידי חברים אחרים בצוות, שכללו חוקרים מרחבי ארה"ב ואירופה.
הצוות רוצה כעת להרחיב את הניתוח שלהם כדי לכלול נתונים ממכשירים נוספים על גבי JWST. הטלסקופ נושא מכשירים שיכולים לנתח אור בטווח של אורכי גל של אור – מהנראה דרך האינפרא אדום – שיכולים לחשוף פרטים נוספים על ההבדלים האטמוספריים ב-WASP-39b.
ד"ר קירק אמר: "עכשיו הוכחנו את ההיתכנות של שיטה זו עם JWST, והדיוק של JWST הוא כל כך עצום, שזה באמת פותח שדרה חדשה להבנה ומדידה של זרימת אטמוספירה עבור כוכבי לכת שקודם לכן היינו חסרי רגישות אליהם. ."
למידע נוסף על תגלית זו:
המסע של ווב להבין את האווירה המוזרה של עולם מרוחק
