Bir sanatçının konseptinde görülen WASP-18 b, yıldızının etrafında sadece 23 saatte dönen Jüpiter’den 10 kat daha büyük gaz devi bir ötegezegendir. Araştırmacılar, yıldızının arkasında hareket eden gezegeni incelemek için NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullandılar. Buradaki sıcaklıklar 5.000 Fahrenheit dereceye (2.700 °C) ulaşır. Kredi: NASA/JPL-Caltech (K. Miller/IPAC)
Bilim adamları, James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanarak dış gezegen WASP-18 b’nin ilk ayrıntılı sıcaklık haritasını oluşturdular ve aşırı sıcak atmosferinde su buharı. Bu bulgular, gezegenin oluşumuna ilişkin değerli içgörüler sağlıyor ve gezegenin, yıldızının doğumundan sonra kalan gazdan ortaya çıktığını öne sürüyor.
Dışarıda, 400 ışıkyılı uzaklıkta, merak uyandıran bir ötegezegen var. gökbilimcilerin 2009’daki keşfinden bu yana onu inceliyor olması umut verici. Yıldızının (Güneşimizden biraz daha büyük) etrafındaki bir yörüngesi olan WASP-18b için bir yıl sadece 23 saat sürüyor. Güneş sistemimizde buna benzer bir şey yok. Yerdeki gözlemevlerine ek olarak, NASA’nın Hubble, Chandra, TESS ve Spitzer uzay teleskopları, Jüpiter’den 10 kat daha büyük bir ultra-sıcak gaz devi olan WASP-18b’yi gözlemledi. Şimdi gökbilimciler NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu ile bir göz attılar ve “ilkler” gelmeye devam ediyor.
Keşif: Bilim adamları, WASP-18 b’nin atmosferindeki su buharını belirlediler ve gezegenin yıldızının arkasına geçip yeniden ortaya çıktığı halinin sıcaklık haritası. Bu olay ikincil tutulma olarak bilinir. Bilim adamları, yıldız ve gezegenden gelen birleşik ışığı okuyabilir, ardından gezegen arkasında hareket ettikçe ölçümleri yalnızca yıldızdan hassaslaştırabilir.
WASP-18 b’nin gündüz tarafı olarak bilinen tarafı her zaman yıldıza bakar , tıpkı Ay’ın her zaman aynı yüzünün Dünya’ya bakması gibi. Sıcaklık veya parlaklık haritası, yıldıza bakan en sıcak noktadan, gelgitle kilitlenmiş gezegenin gündüz ve gece taraflarının kalıcı alacakaranlıkta buluştuğu sonlandırıcıya kadar, sıcaklıkta 1.000 dereceye kadar büyük bir değişiklik gösterir.
{ 6}
Araştırmacılar, WASP-18b’nin yıldızının arkasından kayıp yeniden belirirken sıcak bölgelerinden gelen parlamayı takip ederek bir parlaklık haritası oluşturdular. Bu olay ikincil tutulma olarak bilinir. Bilim adamları, yıldız ve gezegenden gelen birleşik ışığı ölçebilir, ardından gezegen arkasında hareket ederken sadece yıldızdan gelen ışığı ölçebilir. Arsa, bir ışık eğrisidir, bir gezegen önünde veya arkasında hareket ederken bir yıldızın parlaklığında ölçülen değişikliktir. NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu kullanılarak elde edilen gezegenin parlaklık haritası, araştırmacıların gezegenin atmosferinin sıcaklık haritasını belirlemesine olanak sağladı. Kredi: NASA/JPL-Caltech (K. Miller/IPAC)
“JWST bize, WASP-18b gibi sıcak dev gezegenlerin her zamankinden çok daha ayrıntılı haritalarını çıkarma hassasiyeti veriyor. Bu, JWST ile ilk kez bir gezegenin haritasının çıkarılmasıdır ve gezegenin yıldıza doğrudan bakan noktasından uzakta, sıcaklıkta keskin bir düşüş gibi, modellerimizin tahmin ettiği bazı şeylerin gerçekte görüldüğünü görmek gerçekten heyecan verici. veri!” dedi Arizona Üniversitesi’nde Sagan Üyesi ve sonuçları açıklayan makalenin yazarlarından biri olan Megan Mansfield.
Ekip, gezegenin gündüz tarafındaki sıcaklık değişimlerini haritaladı. Terminatörde gezegenin ne kadar soğuk olduğu göz önüne alındığında, rüzgarların ısıyı gece tarafına verimli bir şekilde yeniden dağıtmasını engelleyen bir şey olabilir. Ancak rüzgarları neyin etkilediği hâlâ bir muamma.
“WASP-18b’nin parlaklık haritası, atmosferik sürüklenmeye sahip modellerle en iyi eşleşen doğu-batı rüzgarlarının olmadığını gösteriyor. Muhtemel bir açıklama, bu gezegenin güçlü bir manyetik alana sahip olduğudur ki bu heyecan verici bir keşif olur!” dedi Michigan Üniversitesi’nden ortak yazar Ryan Challener.
Ekip, WASP-18 b’nin termal emisyon spektrumunu, NASA’nın James Webb Uzay Alanı üzerinden yaydığı ışık miktarını ölçerek elde etti. Teleskobun NIRISS SOSS 0,85-2,8 um dalga boyu aralığı, gezegen tarafından yayılan toplam enerjinin %65’ini yakalar.Webb Teleskopu, gezegendeki su buharını nispeten küçük miktarlarda bile doğrudan gözlemledi, bu da gözlemevinin hassasiyetini gösteriyor. Kaynak: NASA/JPL-Caltech (R. Hurt/IPAC)
Tutulma haritasının yorumlarından biri, manyetik etkilerin rüzgarları gezegenin ekvatorundan yukarıya, Kuzey kutbu üzerinden aşağıya doğru esmeye zorladığıdır. aksi takdirde beklediğimiz gibi Doğu-Batı yerine Güney kutbu.
Araştırmacılar, gaz devi gezegenin atmosfer katmanlarının farklı yüksekliklerindeki sıcaklık değişikliklerini kaydetti. Yüzlerce derece değişen sıcaklıkların yükseklikle arttığını gördüler.
Gezegenin atmosferinin spektrumu, neredeyse 2.700 °C’lik (5.000 Fahrenhayt derece) aşırı sıcaklıklara rağmen mevcut olan çok sayıda küçük ama hassas şekilde ölçülmüş su özelliklerini açıkça gösteriyor. O kadar sıcak ki çoğu su molekülünü parçalayabilir, bu yüzden varlığını görmek bile Webb’in kalan suyu algılama konusundaki olağanüstü duyarlılığını gösteriyor. WASP-18 b’nin atmosferinde kaydedilen miktarlar, su buharının çeşitli yüksekliklerde bulunduğunu gösteriyor.
“WASP-18 b’nin JWST spektrumuna ilk kez bakmak ve ince ama kesin olarak ölçülmüş olanı görmek harika bir duyguydu. WASP-18b makalesinin başyazarı ve Montreal Üniversitesi’nde yüksek lisans öğrencisi olan Louis-Philippe Coulombe, “suyun imzası” dedi. “Bu tür ölçümleri kullanarak, önümüzdeki yıllarda çok çeşitli gezegenler için bu tür molekülleri tespit edebileceğiz!”
Araştırmacılar, Webb’in araçlarından biri olan WASP-18b’yi yaklaşık altı saat boyunca incelediler. Kanada Uzay Ajansı’nın katkılarıyla Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Spektrograf (NIRISS).
“Bu spektrumdaki su özellikleri çok ince olduğu için önceki gözlemlerde tespit edilmesi zordu. Carnegie Bilim Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırma görevlisi ve yeni araştırmanın yazarlarından biri olan Anjali Piette, “Bu, sonunda bu JWST gözlemleriyle su özelliklerini görmeyi gerçekten heyecan verici hale getirdi” dedi.
{6 }Bilim adamları, gezegen tutulmadan önce, tutulma sırasında ve sonrasında dış gezegen WASP-18b’yi ve yıldızını gözlemlemek için James Webb Uzay Teleskobu’nu kullandılar. Gezegen yıldızın arkasına geçtiğinde ışıktaki değişim ölçülerek gezegenin parlaklığı ortaya çıkar. Bu ölçümlerden, bilim adamları gezegenin gündüz tarafının bir sıcaklık haritasını çıkarabildiler. Görüntülenen sıcaklık aralığı: 2.800 ila 4.800 derece Fahrenheit (1.500 ila 2.600 Santigrat derece). Kredi: NASA/JPL-Caltech (R. Hurt/IPAC)
Keşifler: Dünya genelinde 100’den fazla bilim insanı, Geçiş Yapan Ötegezegen aracılığıyla Webb’den erken dönem bilimi üzerinde çalışıyor Yeni araştırmanın koordinasyonuna yardımcı olan Santa Cruz California Üniversitesi’nden bir astronom olan Natalie Batalha tarafından yönetilen Topluluk Erken Yayın Bilim Programı. Bu çığır açan çalışmaların çoğu, Coulombe, Challener, Piette ve Mansfield gibi kariyerinin başındaki bilim adamları tarafından yapılıyor.
Hem yıldızına hem de bize olan yakınlığı, WASP-18b’nin bilim adamları için çok ilgi çekici bir hedef olmasına yardımcı oldu , büyük kütlesi gibi. WASP-18b, atmosferlerini inceleyebildiğimiz en büyük dünyalardan biridir. Bu tür gezegenlerin nasıl oluştuğunu ve bulundukları yere nasıl geldiklerini bilmek istiyoruz. Buna da Webb’den bazı erken yanıtlar var.
“WASP-18b’nin spektrumunu analiz ederek, yalnızca atmosferinde bulunabilen çeşitli molekülleri değil, aynı zamanda nasıl oluştuğunu da öğreniyoruz. Gözlemlerimizden, WASP-18 b’nin bileşiminin yıldızınınkine çok benzediğini, yani büyük olasılıkla yıldızın doğumundan hemen sonra mevcut olan artık gazdan oluştuğunu bulduk” dedi. “Bu sonuçlar, güneş sistemimizde benzeri olmayan WASP-18b gibi garip gezegenlerin nasıl var olduklarının net bir resmini elde etmek için çok değerli.”
Referans: “Geniş bant termal emisyon spektrumu ultra-hot Jupiter WASP-18b” yazan Louis-Philippe Coulombe, Björn Benneke, Ryan Challener, Anjali A.A. Piette, Lindsey S. Wiser, Megan Mansfield, Ryan J. MacDonald, Hayley Beltz, Adina D. Feinstein, Michael Radica, Arjun B. Savel, Leonardo A. Dos Santos, Jacob L. Bean, Vivien Parmentier, Ian Wong, Emily Rauscher, Thaddeus D. Komacek, Eliza M.-R. Kempton, Xianyu Tan, Mark Hammond, Neil T. Lewis, Michael R. Line, Elspeth K.H. Lee, Hinna Shivkumar, Ian J.M. Crossfield, Matthew C. Nixon, Benjamin V. Rackham, Hannah R. Wakeford, Luis Welbanks, Xi Zhang, Natalie M. Batalha, Zachory K. Berta-Thompson, Quentin Changeat, Jean-Michel Désert, Néstor Espinoza, Jayesh M.Knutson, Laura Kreidberg, Mercedes Lopez-Morales, Avi Shporer, David K. Singh, Kevin B. Stevenson, Keshav Aggarwal, Eva-Maria Ahrer, Munazza K. Alam, Taylor J. Bell, Jasmina Blecic, Claudio Caceres, Aarynn L. Carter, Sarah L. Casewell, Nicholas Crouzet, Patrick E. Cubillos, Leen Decin, Jonathan J. Fortney, Neale P. Gibson, Kevin Heng, Thomas Henning, Nicholas Iro, Sarah Kendrew, Pierre-Olivier Lagage, Jeremy Leconte, Monica Lendl , Joshua D. Lothringer , Luigi Mancini , Thomas Michal-Evans , Karan Molaverdikhani , Nikolay K. Nikolov , Kazumasa Ohno , Enric Palle , Caroline Piaulet , Seth Redfield , Pierre-Alexis Roy , Shang-Min Tsai , Olivia Venot ve Peter J. Wheatley, 19 Ocak 2023, Astrofizik > Dünya ve Gezegen Astrofiziği.