Apdedzināts, izstiepts un apmērcēts ar šķidru dzelzi: Džeimsa Veba teleskops atklāj eksoplanētas WASP-121b šokējošos noslēpumus
NASA Džeimsa Veba kosmiskais teleskops atklāj prātam neaptveramu ķīmiju un vardarbīgas izcelsmes helliskajā eksoplanētā WASP-121b.
- Attālums no Zemes: 900 gaismas gadi
- Dienas temperatūra: Vairāk par 3,000°C (5,400°F)
- Orbitas ilgums: Tikai 30 stundas
- Galvenais atklājums: Pirmo reizi atklāts silīcija monoksīds planētas atmosfērā
Kosmoss tiešām ir palielinājis temperatūru. NASA Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) ir pacēlis kosmisko aizkaru par WASP-121b, planētu, kas ir tik ekstremāla, ka tā sagrauj gaidīšanas kritērijus par to, kā uzvedas svešzemju pasaules.
Griežoties ap sauli, kas ir daudz karstāka un spožāka nekā mūsu pašu, WASP-121b dzīvo uz robežas—burtiski. Saspiežot tik tuvu savam zvaigznei, ka tās dienvidu puse cepas virs 3,000°C, šī “ultra-karstā Jupiter” ir izkropļota kā izstiepta, futbola formas pasaule. Astronomi nesen atklāja, ka tur pat var līties kūstoša dzelzs.
Dramatiskā zinātniskā lēciena rezultātā JWST atklāja ķīmiskos pavedienus, kas atklāj, kā šis planētas “izlaidums” radās—un kāpēc tā pārkāpj noteiktos likumus par planētu veidošanos un izdzīvošanu.
J: Kas padara WASP-121b par vienu no Visuma savvaļīgākajām planētām?
WASP-121b nav tikai karsta—tā ir ekstremāla. Planēta riņķo ap savu zvaigzni katras 30 stundas, ar vienu pusi, kas pastāvīgi skatās uz sauli dienas laikā, bet otra puse dzīvo bezgalīgā naktī. Neatlaidīgā diena sasilda tās virsmu tik daudz, ka metāli iztvaiko, kamēr nakts atdziest “tikai” līdz 1,500°C. Uz WASP-121b laika prognoze ir vienkārša: sagaidiet kūstošas dzelzs lietus un sagraujošas viļņu spēkus.
Bet patiesi pārsteidzošais ir tas, kā planētas ķīmija glezno katastrofas un transformācijas ainu. JWST Tuvās infrasarkanās spektrografijas instruments (NIRSpec) noķēra ūdens tvaika, oglekļa monoksīda, metāna un—pirmo reizi jebkur—silīcija monoksīda gāzes pazīmes, kas griežas planētas atmosfērā.
J: Ko šīs molekulas atklāj par tās pagātni?
Pētnieki uzskata, ka WASP-121b ne vienmēr dzīvoja tik bīstamu dzīvi. Pierādījumi norāda uz izcelsmi aukstākā, tālākā reģionā—salīdzināmajā ar auksto sfēru ārpus Jupitera un Saturnas mūsu Saules sistēmā. Toreiz tā, visticamāk, uzkrāja ūdeni, metānu un akmeņainus minerālus, kamēr tā auga.
Tomēr kosmiskais gravitācijas sacensību vilkmes spēks izmeta WASP-121b tuvāk tās zvaigznei. Migrācijas laikā tā zaudēja piekļuvi dažām celtniecības daļām, īpaši skābekļa bagātajam ledum, bet turpināja uzsūkt oglekļa bagātās gāzes. Šī ceļojuma rezultātā tika nofiksēta unikāla ķīmiskā pirkstu nospiedums, kurā debesis peld vairāk oglekļa nekā skābekļa.
Kā astronomi to visu saprata?
Iedziļinoties šajā planetārā krāsnī, divas starptautiskas pētniecības komandas, ko vada Tomass Evans-Soma (Jaunās Kaledonijas universitāte, Austrālija) un Cirils Gaps (Maks Planka astronomijas institūts, Vācija), izmantoja JWST bezprecedenta jutību. Viņu 3D atmosfēras modeļi atklāja, ka molekulas kā metāns—kurš tiek gaidīts, ka tiks iznīcināts ar spēcīgu karstumu—kaut kādā veidā izdzīvo, atkārtoti parādoties planētas nakts pusē.
Silīcija monoksīda klātbūtne ir īpaši izsmeļoša. Uz Zemes un lielākajās citās planētās silīcija monoksīds ir ieslēgts akmeņos. Tās atklāšana WASP-121b norāda, ka seni asteroīdi sadūrās ar šo jauno pasauli, to minerāli iztvaikojot zem intensīvas karstuma. Šī maisījuma palika, kamēr planēta pārvietojās iekšā, tās “akmens tvaiks” šobrīd riņķo svešzemju debesīs.
Kāpēc šis atklājums ir tik liels darījums zinātnei?
WASP-121b apgāž modeļus par to, kā atmosfēras izdzīvo uz ugunīgām eksoplanētām. Nevajadzīgie vertikālie sajaukumi—kur metāns tiek pacelts no vēsākām slāņiem zemāk—izaicina astronomus, kas viņi domāja, ka sapratuši. Šo jauno modeļu pielāgošana var atklāt noslēpumus par simtiem “karsto Jupitera” planētu, kas izkliedētas mūsu galaktikā.
Un silīcija monoksīda noteikšana pierāda, ka JWST ir spējīgs pārakstīt planētu zinātni, molekulu pa molekulai.
- Vēlaties vairāk astronomisku atklājumu? Sekojiet Eiropas Kosmosa aģentūrai.
- Amatieru astronomiem un kosmosa entuziastiem Sky & Telescope Magazine piedāvā regulāras debess vērošanas pasākumus un detaļas.
Kā varat saglabāt skatu uz nākamajiem lielajiem kosmosa atklājumiem?
Džeimsa Veba kosmiskais teleskops tikai sācis izpētīt eksoplanētu noslēpumus, piemēram, WASP-121b. Kad jauni dati ierodas, sagaidiet atklājumus par vēl dīvainākiem pasaulēm—dažām, kuras pat var apšaubīt mūsu idejas par dzīvību Visumā.
Pagatavojieties savai kosmiskajai piedzīvojumam? Sekojiet jaunākajiem atklājumiem, teleskopu palaišanas momentiem un debesu notikumiem. Palieciet ziņkārīgi—jaunas pasaules gaida.
Kopsavilkuma kontrolsaraksts: Kas būtu jāzina par WASP-121b ellejisko atmosfēru
- Riņķo ap savu zvaigzni ik pēc 30 stundām—tik tuvu, ka gandrīz tiek saplēsta
- Dienas puses temperatūra: 3,000+°C, nakts puse: 1,500°C
- JWST atradis ūdens tvaiku, oglekļa monoksīdu, metānu un silīcija monoksīdu
- Ķīmija liecina, ka tā migrēja no aukstāka, tālāka orbītas
- Izsaka zinātniekiem izaicinājumu pārdomāt, kā ekstremālās eksoplanētas veidojas un izdzīvo
Palieciet kopā, kamēr meklējam kosmiskās dīvainības, piemēram, WASP-121b. Nepalaidiet garām nākamo atklājumu—uzmaniet uz zvaigznēm!