Masywne gazowe olbrzymy zwane “gorącymi jowiszami” – planety krążące za blisko swojej gwiazdy, aby umożliwiać powstanie na nich życia – są jednymi z najdziwniejszych globów poza Układem Słonecznym. Nowe obserwacje pokazują, że najgorętsza z nich jest zarazem najdziwniejsza.

KELT-9b to ultra-gorący jowisz, jeden z rodzajów egzoplanet (planet krążących wokół innych gwiazd) występujących w naszej galaktyce. Planeta jest niemal trzy razy masywniejsza od Jowisza i krąży wokół gwiazdy odległej od nas o około 760 lat świetlnych. Na jej powierzchni temperatura sięga 4300 stopni Celsjusza, czyli jest wyższa od temperatury niektórych gwiazd i jest to jak na razie najgorętsza znana planeta.

Zespół astronomów korzystających z kosmicznego teleskopu Spitzer odkrył dowody na to, że jest tam zbyt gorąco nawet dla cząsteczek chemicznych. Cząsteczki gazowego wodoru ulegają rozerwaniu po dziennej stronie planety, i łączą się z powrotem w pary dopiero gdy znajdą się po nocnej stronie planety.

Choć wciąż jest tam gorąco, to nieznaczny spadek temperatury po nocnej stronie planety pozwala atomom wodoru na łączeniu się w cząsteczki – oczywiście tylko chwilowo, do czasu gdy znów nie wyjdą z mroku nocy, gdzie ponownie ulegają rozerwaniu.

“Ten rodzaj planet jest tak ekstremalnie gorący, że różni się on od właściwie wszystkich innych planet” mówi Megan Mansfield z University of Chicago, główna autorka nowego artykułu opisującego to odkrycie. “Istnieją jednak inne gorące jowisze i ultra-gorące jowisze, nie aż tak gorące jak KELT-9b, ale wystarczająco, aby także i tam taki proces zachodził”.

Wyniki badań opublikowane w periodyku Astrophysical Journal Letters, potwierdzają rozwój technologii niezbędnej do badania tych bardzo odległych globów. Naukowcy dopiero zaczynają zaglądać w atmosfery egzoplanet i badać skład chemiczny związków ulegających rozbiciu w najgorętszych z nich.

KELT-9b pozostanie więc planetą zdecydowanie niesprzyjającą życiu. Astronomowie dowiedzieli się o ekstremalnych warunkach panujących w jej atmosferze w 2017 roku, kiedy została po raz pierwszy dostrzeżona za pomocą Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT) – systemu składającego się z dwóch robotycznych teleskopów, jednego w RPA i jednego w Arizonie.

Zespół badawczy korzystający z obserwatorium Spitzer rejestrował profile temperatur planety. Spitzer, który obserwuje obiekty kosmiczne w podczerwieni, może mierzyć delikatne różnice ilości emitowanego ciepła. W trakcie wielu godzin, obserwacje pozwalają Spitzerowi rejestrować zmiany zachodzące w atmosferze, gdy planeta przemieszcza się wokół swojej gwiazdy i widoczna jest dla nas w kolejnych fazach. W trakcie obrotu wokół swojej gwiazdy widzimy raz dzienną stronę, raz połowę dziennej strony, a raz nocną stronę planety. Dzięki temu wiemy jak dzienna strona KELT-9b różni się od nocnej

W przypadku tak ciasnej orbity jak ta, po której porusza się KELT-9b, pełen obrót wokół gwiazdy, czyli tamtejszy “rok”, zajmuje 1,5 dnia. Oznacza to, że planeta jest pływowo związana ze swoją gwiazdą (tak samo jak Księżyc jest związany z Ziemią). Oznacza to jednocześnie, że na nocnej stronie KELT-9b, noc jest wieczna, a na dziennej – dzień jest wieczny.

Niemniej jednak na takiej planecie następuje przepływ gazów i ciepła z jednej połowy na drugą. Pytanie, na które starają się odpowiedzieć sobie naukowcy brzmi: jak promieniowanie i taki przepływ się ze sobą równoważą.

Modele komputerowe są niezwykle pomocne w takich projektach badawczych pokazując jak atmosfery zachowują się przy różnych temperaturach. Do przypadku KELT-9b najbardziej pasuje model, w którym cząsteczki wodoru ulegają dysocjacji, a następnie rekombinacji.

“Jeżeli nie uwzględnimy dysocjacji wodoru, otrzymujemy bardzo szybkie wiatry wiejące z prędkościami rzędu 60 kilometrów na sekundę, a to akurat bardzo mało prawdopodobne”.

Okazuje się, że na KELT-9b nie ma ogromnych różnic temperatur między nocną a dzienną stroną, a to wskazuje na stały przepływ z jednej na drugą. Ponadto, najgorętszy punkt na powierzchni planety, który powinien się znajdować wprost pod jej gwiazdą macierzystą, jest przesunięty względem oczekiwanego położenia. Jak na razie naukowcy nie wiedzą dlaczego – to tylko kolejna zagadka do rozwiązania na tej osobliwej, gorącej planecie.

Źródło: NASA

By Radek Kosarzycki

Popularyzator astronomii. Redaktor w Spider's Web.