Gökbilimciler, Jüpiter büyüklüğünde sıcak bir ötegezegen olan WASP-76b’nin atmosferinde buharlaşan çok sayıda kaya oluşturan element keşfettiler ve gezegen oluşumuna ilişkin yeni bilgiler sunuyor. Vanadyum oksidin ilk kez kesin olarak saptanması da dahil olmak üzere tespit edilen elementler, gaz devlerinin toz ve kayaların kademeli olarak birikmesi yerine yıldız oluşumuna benzer şekilde oluşabileceğini öne sürüyor. Bu bulgular, kendi Güneş Sistemimizin gaz devlerinin oluşumuna ilişkin anlayışımızda potansiyel olarak devrim yaratabilir.
‘Sıcak Jüpiter’ denilen şeyin kimyası, Güneş Sistemimizin oluşumuna ilişkin yeni bilgiler sağlar.
NSF’nin NOIRLab’i tarafından işletilen Uluslararası İkizler Gözlemevi’nin yarısı olan Gemini North teleskopunu kullanan gökbilimciler, Jüpiter büyüklüğünde bir ötegezegen olan WASP-76b’nin atmosferinde çok sayıda kaya oluşturan öğe tespit ettiler. Gezegen, ev sahibi yıldızına o kadar tehlikeli bir şekilde yakın ki, magnezyum, kalsiyum ve nikel gibi kaya oluşturan elementler buharlaşıp kavurucu atmosferi boyunca dağılıyor. Bu ilgi çekici kimyasal profil, bizimki de dahil olmak üzere gezegen sistemlerinin oluşumuna ilişkin yeni bilgiler sağlıyor.
WASP-76b garip bir dünya. Balık takımyıldızı yönünde Dünya’dan 634 ışıkyılı uzaklıkta bulunan Jüpiter benzeri ötegezegen, ana yıldızının yörüngesinde son derece yakın bir mesafede – Merkür’ün Güneş’e olduğundan yaklaşık 12 kat daha yakın – atmosferini yakıcı bir 2000 yılına kadar ısıtır. °C Bu tür aşırı sıcaklıklar, gezegeni “şişirerek” hacmini Jüpiter’inkinin yaklaşık altı katına çıkardı.
Böyle aşırı sıcaklıklarda, aksi halde Jüpiter’in atmosferinde saklı kalacak olan mineral ve kaya oluşturan elementler daha soğuk, gaz devi bir gezegen kendilerini açığa çıkarabilir.
NSF’nin NOIRLab’i tarafından işletilen Uluslararası Gemini Gözlemevi’nin yarısı olan Gemini North teleskopunu kullanan uluslararası bir gökbilimciler ekibi, Dünya’da bu kaya oluşturan elementlerden 11 tanesini tespit etti. WASP-76b’nin atmosferi. Bu elementlerin varlığı ve göreceli miktarları, dev gaz gezegenlerinin tam olarak nasıl oluştuğuna dair önemli bilgiler sağlayabilir – bu, kendi Güneş Sistemimizde bile belirsizliğini koruyan bir şeydir. Sonuçlar Nature dergisinde yayınlandı.
Bu sanatçı izlenimi, NSF’nin NOIRLab’ı tarafından işletilen Uluslararası Gemini Gözlemevi’nin yarısı olan Gemini North teleskopunu kullanan gökbilimcilerin nasıl birden fazla tespit yaptığını gösteriyor. Jüpiter büyüklüğünde bir ötegezegen olan WASP-76b’nin atmosferindeki kaya oluşturan elementler. Sözde “sıcak Jüpiter”, gezegenin atmosferini şaşırtıcı sıcaklıklara ve magnezyum, kalsiyum ve demir gibi buharlaşmış kaya oluşturan elementlere ısıtan ve kendi Güneş Sistemimizin nasıl oluştuğuna dair fikir veren ev sahibi yıldızına tehlikeli bir şekilde yakın. Kredi: Uluslararası İkizler Gözlemevi/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Uzay motoru/M. Zamani
Geniş Açılı Gezegen Arama (WASP) programı sırasında 2013’te keşfedilmesinden bu yana, birçok gökbilimci esrarengiz WASP-76b üzerinde çalıştı. Bu çalışmalar, sıcak ötegezegenin atmosferinde bulunan çeşitli elementlerin tanımlanmasına yol açtı. Özellikle Mart 2020’de yayınlanan bir çalışmada, bir ekip gezegende demir yağmuru olabileceği sonucuna vardı.
Bu mevcut çalışmalardan haberdar olan Trottier’de doktora öğrencisi olan Stefan Pelletier Montréal Üniversitesi’ndeki Dış Gezegenler Araştırma Enstitüsü ve makalenin baş yazarı, bu garip ötegezegenin gizemlerini ve yakıcı atmosferinin kimyasını keşfetmek için ilham aldı.
2020 ve 2021’de, Gemini North’un { 14}MAROON-X (ötegezegenleri saptamak ve incelemek için özel olarak tasarlanmış yeni bir araç), Pelletier ve ekibi gezegeni ev sahibi yıldızının önünden geçerken üç ayrı durumda gözlemledi. Bu yeni gözlemler, WASP-76b’nin atmosferinde sodyum, potasyum, lityum, nikel, manganez, krom, magnezyum, vanadyum, baryum, kalsiyum ve önceden tespit edildiği üzere demir dahil olmak üzere bir dizi kaya oluşturan elementi ortaya çıkardı.{4 }
WASP-76b’nin atmosferinin aşırı sıcaklıkları nedeniyle, araştırmacılar tarafından tespit edilen ve normalde Dünya’da kayaları oluşturan elementler bunun yerine buharlaşır ve bu nedenle atmosferde gaz formlarında bulunur. Bu elementler, Güneş Sistemimizdeki gaz devlerinin bileşimine katkıda bulunurken, bu gezegenler, elementlerin atmosfere buharlaşarak neredeyse tespit edilemeyecek kadar soğuk olmaları nedeniyle neredeyse tespit edilemezler.
“Bir dış gezegenin yüzlerce Pelletier, ışık yılı öteden bize kendi Güneş Sistemimiz hakkında başka türlü bilmenin imkansız olduğu bir şeyi öğretebilir” dedi. “Bu çalışmadaki durum bu.”
Bu elementlerin birçoğunun bolluğu, hem Güneş’imizde hem de ötegezegenin ev sahibi yıldızında bulunan bolluklarla yakından eşleşiyor. Bu tesadüf olmayabilir ve Jüpiter ve Satürn gibi gaz devi gezegenlerin, yıldız oluşumuna daha yakın bir şekilde oluştuklarına dair ek kanıtlar sağlar – bir protogezegen diskinin gaz ve tozundan birleşir – kademeli birikme ve çarpışmadan ziyade. tozlar, kayalar ve gezegencikler Merkür, Venüs ve Dünya gibi kayalık gezegenleri oluşturmaya devam ediyor.
Çalışmanın bir başka dikkate değer sonucu da, bir ötegezegende vanadyum oksidin ilk kez kesin olarak saptanması. Pelletier, “Bu molekül, gökbilimciler için büyük ilgi görüyor çünkü sıcak dev gezegenlerin atmosferik yapısı üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir” diyor. “Bu molekül, Dünya’nın üst atmosferini ısıtmada son derece verimli olan ozona benzer bir rol oynuyor.”
Pelletier ve ekibi, WASP-76b ve diğer aşırı sıcak gezegenler hakkında daha fazla bilgi edinmek için motive olmuş durumda. Ayrıca, diğer araştırmacıların bu dev ötegezegenden öğrendiklerinden yararlanacaklarını ve bunu kendi Güneş Sistemi gezegenlerimizi ve onların nasıl oluştuklarını daha iyi anlamak için uygulayacaklarını umuyorlar.
“Dünyanın dört bir yanındaki gökbilimcilerin kullanımına açık olan Uluslararası Gemini Gözlemevi, diğer dünyaların fiziksel ve kimyasal yapısına ilişkin anlayışımızı zorlayan yeni içgörüler sunmaya devam ediyor. NSF Gemini Gözlemevi program direktörü Martin Still, bu tür gözlem programları aracılığıyla, daha geniş evrene ve bizim evrendeki yerimize ilişkin daha net bir resim geliştiriyoruz” dedi.
“Nesiller boyu araştırmacılar Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Çalışmanın ortak yazarlarından Université de Montréal profesörü Björn Benneke, Neptün, gazlı gezegenlerin oluşum teorilerini karşılaştırmak için hidrojen ve helyum bolluklarını ölçtü. “Benzer şekilde, WASP-76b’de kalsiyum veya magnezyum gibi daha ağır elementlerin ölçümleri, gaz gezegenlerin oluşumunun daha iyi anlaşılmasına yardımcı olacaktır.”
Bu çalışma hakkında daha fazla bilgi için:
- Gökbilimciler Kavurucu Sıcak Bir Ötegezegeni İnceleyin
Referans: “Vanadyum oksit ve dev bir dış gezegende keskin bir soğuk hapsi başlangıcı” yazan Stefan Pelletier, Björn Benneke, Mohamad Ali-Dib, Bibiana Prinoth, David Kasper , Andreas Seifahrt, Jacob L. Bean, Florian Debras, Baptiste Klein, Luc Bazinet, H. Jens Hoeijmakers, Aurora Y. Kesseli, Olivia Lim, Andres Carmona, Lorenzo Pino, Núria Casasayas-Barris, Thea Hood ve Julian Stürmer, 14 Haziran 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-06134-0