Formen hos brännheta exoplaneters atmosfärer

 

Bild https://www.bristol.ac.uk  WASP-17b passerar framför sin sol Wasp-17 (som finns 1310 ljus år bort i riktning mot stjärnbilden skorpionen)  här avslöjas formen på dess absorberande atmosfär genom JWST-observationer (James Webb teleskopet) . Den heta, utsträckta röda sidan är gas som utvidgas från den permanent bestrålade dagsidan (värme utvidgar) , över planetens kvällskant kan ses och den kallare blå sidan som är mindre utsträckt eftersom gasen är svalare här över planetens nattsida då den transporteras över morgonkanten. OBS planeten är tidvattenlåst innebärande att den alltid vänder samma sida mot sin sol. Likt vår måne gör. Bildkredit: Engine House och Hannah Wakeford

Studien presenterar den första tillämpningen av en banbrytande metod kallad 'transmissionssträngar' utvecklad i Bristol av astrofysikerna Dr David Grant och Dr Hannah Wakeford, vilka för första gången avslöjar en exoplanets ojämna atmosfärs konturer med hjälp av James Webbtelekopet.

Dess forskningsresultat är publicerat i tidskriften Nature Astronomy 

 I studien  visas att atmosfären är cirkulär men också asymmetrisk med en sida mer  utsträckt. Sådana dimensioner visar hur intensiv värme och piskande vindar påverkar atmosfären på exoplaneten WASP-17b (en het Jupiter), som kretsar runt en stjärna cirka 1 300 ljusår från jorden.

Huvudförfattaren till studien Dr Lili Alderson, postdoktoral forskare vid Klarman vid Cornell University, påbörjade den extraplanetära undersökningen vid University of Bristol, där hon tog sin doktorsexamen i fysik med hjälp av Webbteleskopet. Dr Alderson beskriver: "Detta är bevis på konceptet att planeter faktiskt är tredimensionella objekt, och att det vi förutspår borde hända konsekvent på planeter som har sin bana runt en stjärna. Att få  beräkningsövningar bekräftade på riktigt är dock en annan sak."

Fyndet om WASP-17b:s atmosfäriska kemiska sammansättning (mest väte och helium) och temperatursskillnad från ekvator till poler och mellan permanent dag- och nattsida  är förenliga med teoretiska förutsägelser och andra datormodelleringstekniker. Tillsammans skapar de en av de mest omfattande 3D-vyerna av en exoplanets atmosfär och utgör en viktig jämförelse med de mer än 6 000 andra exoplaneter som hittills bekräftats.

Medförfattaren Dr Hannah Wakeford, docent i astrofysik vid University of Bristol beskriver: "Planeters atmosfärer  är kaotiska komplexa och kaotiska. Då  all data samlats in visades en strukturerad, dynamiska bild av denna gigantiska värld över 1 000 ljusår bort som var bara väldigt spännande."

Vädersolar (sun dogs) kan uppstå på vissa exoplanter

 

Bild wikipedia Mycket ljusa vädersolar  i Fargo, North Dakota. Man kan också se delar av 22° halo (bågarna som passerar genom varje väderbåge), en solpelare (den vertikala linjen) och en parhelisk cirkel (den horisontella linjen).

Iskristaller i jordens atmosfär är ibland exakt rätt inriktade för att skapa olika visuella effekter av en halo runt månen till ljusa fläckar som kallas vädersolar på vardera sidan av solen på en vinterhimmel, eller en pelare med regnbågar, som kallas en kronblixt ovanför ett stormmoln.

Cornell-astronomer har funnit att liknande fenomen kan dyka upp på himlen över vissa exoplaneter. De så kallade heta Jupiter-sorten. En vanlig typ av gasformiga jätteplaneter som kretsar nära sin värdstjärna. På WASP 17b , en het exoplanet i Jupiterklassen kan vindar på 10 000 kilometer i timmen rikta in partiklar i moln som består av kvarts och andra kristallina mineralaerosoler. Detta ger förhållanden där polariserande stoft troligen kan interagera med stjärnljus på samma sätt som iskristaller interagerar med solljus på jorden.

"Precis som bildningen av iskristaller i jordens atmosfär får observerbara fenomen, kan vi observera inriktningen av silikatkristaller i heta Jupiter-exoplaneter", beskriver Elijah Mullens, MS '24, doktorand i astronomi och medförfattare till studien.

"Silicate Sundogs: Probing the Effects of GrainDirectionality in Exoplanet Observations" publicerad i The Astrophysical Journal Letters den 21 juli. I artikeln föreslår Mullens och medförfattaren Nikole Lewis, docent i astronomi vid College of Arts and Sciences, att förhållandena är de rätta i exoplanetens atmosfär för att vinden ska kunna rikta in silikatkristaller. En process som kallas mekanisk inriktning vilken skapar visuella effekter.