Ένας «καυτός Ποσειδώνας» εξωπλανήτης Η ατμόσφαιρά του βρέθηκε να περιέχει διοξείδιο του θείου – μια ατμόσφαιρα που ρέει επίσης στο διάστημα καθώς ο πλανήτης περιφέρεται γύρω από τους πόλους του αστεριού του σε μια απότομη τροχιά κάθε τρεισήμισι ημέρες.
Η ύπαρξη διοξειδίου του θείου στην ατμόσφαιρα του εξωπλανήτη που ονομάζεται GJ 3470b, που βρίσκεται το 96 έτη φωτός εκτός Γηήταν ένα σοκ όταν ανακαλύφθηκε από τον Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST).
«Δεν πιστεύαμε ότι θα βλέπαμε διοξείδιο του θείου σε τόσο μικρούς πλανήτες και είναι συναρπαστικό να βλέπουμε αυτό το νέο μόριο σε ένα απροσδόκητο μέρος γιατί μας δίνει έναν νέο τρόπο να καταλάβουμε πώς σχηματίστηκαν αυτοί οι πλανήτες», είπε ο Thomas Beatty από το Πανεπιστήμιο. του Ουισκόνσιν στο Μάντισον σε ένα γνώμη. «Και οι μικροί πλανήτες είναι ιδιαίτερα ενδιαφέροντες επειδή η σύνθεσή τους εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πώς έλαβε χώρα η διαδικασία σχηματισμού των πλανητών».
Τα πάντα για το GJ 3470b αφηγούνται μια συναρπαστική και περιπετειώδη ιστορία.
Πλανήτες σχηματίζονται σε ένα δίσκο αερίου και σκόνης που στροβιλίζεται γύρω από ένα επίπεδο ευθυγραμμισμένο με τον άξονα περιστροφής ενός αστεριού. Ηλιακό σύστημαμπορούμε να δούμε στοιχεία αυτού του δίσκου στο ότι όλοι οι πλανήτες του Ερμής Προς την Ποσειδώνας Τροχιά στο εκλειπτικό επίπεδο. Το GJ 3470b, από την άλλη πλευρά, ακολουθεί μια διαδρομή που είναι 89 μοίρες ως προς τον άξονα περιστροφής του κόκκινος νάνος Αστέρι. Με άλλα λόγια, βρίσκεται σε μια απότομη τροχιά που περνά πάνω από τους πόλους του άστρου. Κανονικά, οι πλανήτες δεν σχηματίζονται σε τέτοιες τροχιές.
Σχετίζεται με: Γιατί υπάρχουν τόσο λίγοι εξωπλανήτες «καυτός Ποσειδώνας»;
Με μάζα 13,9 φορές μεγαλύτερη από μάζα της γηςκαι διάμετρο περίπου 40%. αυτή του ΔίαΤο GJ 3470b είναι μια φουσκωμένη σακούλα αερίου. Όταν τέτοιοι κόσμοι βρίσκονται κοντά στο άστρο τους, οι αστρονόμοι τους αποκαλούν «καυτούς Ποσειδώνες». Το GJ 3470b έχει ατμοσφαιρική θερμοκρασία 325 βαθμών Κελσίου (617 βαθμούς Φαρενάιτ). η θερμοκρασία του Ποσειδώνα στο ηλιακό μας σύστημα είναι -200 βαθμοί Κελσίου (-330 βαθμοί Φαρενάιτ).
Τα τρέχοντα μοντέλα σχηματισμού πλανητών περιγράφουν πώς Γίγαντες φυσικού αερίου τυπικά σχηματίζονται πιο μακριά από το αστέρι τους παρά βραχώδεις πλανήτεςστα ψυχρά βάθη όπου υπάρχει περισσότερο αέριο. Παρόλα αυτά, το GJ 3470b περιφέρεται γύρω από το άστρο του σε απόσταση μόλις 5,3 εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Για σύγκριση: Ερμής, ο πλησιέστερος πλανήτης στο άστρο μας Ήλιοςπεριφέρεται γύρω από το αστέρι μας σε μια μέση απόσταση 58 εκατομμυρίων χιλιομέτρων (36 εκατομμύρια μίλια), με τα συστήματα ερυθρών νάνων να είναι συνήθως μικρότερα σε σύγκριση με το ηλιακό μας σύστημα.
Κανονικά θα περιμέναμε το GJ 3470b να έχει σχηματιστεί πιο έξω και στη συνέχεια να μεταναστεύσει προς τα μέσα ως αποτέλεσμα των αλληλεπιδράσεων με τον δίσκο σχηματισμού πλανητών του άστρου του. Οι επιστήμονες, από την άλλη πλευρά, κανονικά θα υποψιάζονταν ότι ο κόσμος ωθήθηκε έξω από το τροχιακό επίπεδο από μια βαρυτική αλληλεπίδραση με έναν άλλο πλανήτη, ή ίσως ακόμη και από μια αναταραχή που προκλήθηκε από ένα κοντινό διερχόμενο αστέρι.
Ωστόσο, η ατμοσφαιρική σύνθεση του πλανήτη υποδηλώνει το αντίθετο.
Παρόλο που το JWST έχει ανακαλύψει μόρια όπως το διοξείδιο του θείου στο εσωτερικό του, η ατμόσφαιρα του GJ 3470b εξακολουθεί να είναι κυρίως υδρογόνο και ήλιο, ακόμη περισσότερο από αυτή των πλανητών αερίων στο ηλιακό μας σύστημα – γεγονός που υποστηρίζει την Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble το 2019. Το εξήγηση που παρουσιάζεται είναι ότι ο GJ 3470b σχηματίστηκε στην πραγματικότητα ως βραχώδης πλανήτης κοντά στο άστρο του πριν συσσωρεύσει μια πυκνή ατμόσφαιρα σχεδόν καθαρού υδρογόνου και ηλίου – αλλά προς το παρόν αυτό είναι απλώς μια υπόθεση. Γι’ αυτό η ανακάλυψη του διοξειδίου του θείου από το JWST είναι τόσο σημαντική, επειδή η παρουσία του θα μπορούσε να βοηθήσει στη διάκριση μεταξύ διαφορετικών θεωριών σχετικά με το πώς σχηματίστηκε ο πλανήτης.
Η ανακάλυψη του διοξειδίου του θείου οφείλεται στο ότι το GJ 3470b διέρχεται από το άστρο του, επιτρέποντας στους αστρονόμους να πραγματοποιήσουν κάτι που ονομάζεται «φασματοσκοπία μετάδοσης». Όταν το φως από το μητρικό του αστέρι διαπερνά την ατμόσφαιρα του GJ 3470b, τα μόρια στην ατμόσφαιρα της Γης απορροφούν μέρος του αστρικού φωτός, αφήνοντας σκοτεινές γραμμές απορρόφησης στο φάσμα του αστεριού.
Ωστόσο, η απομάκρυνση αυτών των γραμμών απορρόφησης είναι δύσκολη, ειδικά για έναν καυτό Ποσειδώνα, ο οποίος πιθανότατα καλύπτεται από μια άχαρη ομίχλη.
«Το θέμα είναι ότι όλοι κοιτάζουν αυτούς τους πλανήτες και συχνά βλέπουν επίπεδες γραμμές», είπε ο Beatty. «Αλλά όταν κοιτάξαμε αυτόν τον πλανήτη, στην πραγματικότητα δεν είδαμε μια επίπεδη γραμμή».
Αντίθετα, το JWST μπόρεσε να επιβεβαιώσει τις γραμμές απορρόφησης διοξειδίου του άνθρακα, μεθανίου και υδρατμών και, στην πραγματικότητα, ανίχνευσε διοξείδιο του θείου στην περιοχή για πρώτη φορά. χρόνος. Αυτό στην πραγματικότητα καθιστά τον GJ 3470b τον ελαφρύτερο και πιο κρύο εξωπλανήτη που είναι γνωστό ότι έχει διοξείδιο του θείου στην ατμόσφαιρά του. Προηγούμενες ανακαλύψεις αφορούσαν τις ατμόσφαιρες των καυτών Δία, με θερμοκρασίες που ξεπερνούσαν τους χίλιους βαθμούς Κελσίου (1.830 βαθμούς Φαρενάιτ).
«Η ανακάλυψη του διοξειδίου του θείου σε έναν πλανήτη τόσο μικρό όσο ο GJ 3470b μας δίνει ένα άλλο σημαντικό στοιχείο στη λίστα των συστατικών για το σχηματισμό πλανητών», είπε ο Beatty.
Το θείο πιθανότατα ξεκίνησε ως συστατικό του υδρόθειου, πιστεύει η ομάδα. Ωστόσο, επειδή το GJ 3470b περιφέρεται τόσο κοντά στο άστρο του, το υπεριώδες φως του αστρικού σώματος είναι αρκετά ισχυρό ώστε να διασπά εύκολα τα μόρια της ατμόσφαιρας, προκαλώντας ένα είδος χημικής αναταραχής στην οποία θρυμματισμένα μοριακά συστατικά ανασυνδυάζονται με άλλα. Άτομα και μόρια. Ένα άτομο θείου συνδυάζεται με δύο άτομα οξυγόνου για να σχηματίσει διοξείδιο του θείου.
Παρόμοιες αναρτήσεις:
— Το διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA ανακαλύπτει εξωπλανήτη στο μέγεθος της Γης που «δεν είναι κακό μέρος» για αναζήτηση ζωής
— Ο τεράστιος νέος κατάλογος εξωπλανητών της NASA αποκαλύπτει 126 ακραίους και εξωτικούς κόσμους
— Ο κυνηγός εξωπλανητών της NASA ανακαλύπτει «περίεργο» κόσμο που επέζησε από τον ανελέητο βομβαρδισμό ενός αστεριού – ονομάζεται Φοίνιξ
Ωστόσο, ο ξενιστής αστέρας του πλανήτη δεν διασπά μόνο τα μόρια της ατμόσφαιρας. το υδρογόνο που απελευθερώνεται από αυτά τα μόρια μπορεί να τα απομακρύνει εντελώς από τον πλανήτη. Το GJ 3470b είναι επομένως κυριολεκτικό εξατμίζοντας μπροστά στα μάτια μας, ο αστρικός άνεμος απομακρύνει σταδιακά την ατμόσφαιρά του Χώροςαφήνοντας πίσω του ένα ρεύμα αερίου υδρογόνου. Ο πλανήτης έχει ήδη χάσει περίπου το 40% της αρχικής του μάζας.
Η παρουσία διοξειδίου του θείου στην ατμόσφαιρά του, η ακόμα ανεξήγητη κεκλιμένη τροχιά και η απώλεια μάζας που αλλάζει δραματικά τον GJ 3470b για πάντα είναι σημαντικές ενδείξεις για την προέλευση αυτού του παράξενου και υπέροχου πλανήτη, σύμφωνα με τον Beatty.
«Αυτά είναι σημαντικά βήματα στη συνταγή για τη δημιουργία αυτού του ιδιαίτερου πλανήτη και μπορούν να μας βοηθήσουν να καταλάβουμε πώς αρέσει αυτή η μορφή στους πλανήτες», είπε.
Ο Beatty παρουσίασε τα αποτελέσματα στις 10 Ιουνίου στην 244η συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας και έγιναν δεκτά για δημοσίευση στο Astrophysical Journal Letters.