Den heta gasplaneten WASP-121 b har en atmosfär på morgonsidan en på kvällssidan

 

Bild wikipedia Konstnärs föreställning av exoplanet WASP-121b som finns 850 ljusår från jorden i stjärnbilden Akterskeppet. Planeten är en  het Jupiterlik planet med en temperatur på 2500°C. Vatten har upptäckts i stratosfären på planeten vilket gör WASP-121b den första exoplaneten som upptäckts ha vatten i sin stratosfär. I atmosfären finns även oxider av titan och vanadin samt vätesulfidföreningen sulfanyl.

Astronomer har även avslöjat tydliga skillnader i atmosfäriska förhållanden mellan morgon- och kvällsövergångszonerna på den ultraheta gasplaneten WASP-121 b som skiljer dags från natts, atmosfär vanligtvis kallade terminatorer (den gränslinje (skymningszon) som skiljer den upplysta dagsidan från den mörka nattsidan på en planet eller måne. Inom astronomi och meteorologi används denna dynamiska zon för att förstå atmosfärens sammansättning och temperatur). Denna upptäckt var möjlig tack vare James Webb Space Telescopes (JWST) oöverträffade känslighet. 

Under ledning av Cyril Gapp, doktorand vid Max Planck-institutet för astronomi (MPIA) i Heidelberg, Tyskland, upptäckte ett forskarteam detta fenomen, som tidigare hade förutspåtts i teoretiska beräkningar. Upptäckten motsvarar en asymmetri i absorptionen av infrarött ljus som tas emot från värdstjärnan (planetens sol), vilket delvis filtreras genom planetens atmosfär under dess passage. Forskarna tolkar detta som ett resultat av icke-uniforma temperaturer och kemiska sammansättningar i exoplanetens atmosfär. Insamlad data visar att kvällsterminatorn absorberar mer ljus än morgonsidan, vilket stämmer överens med den allmänt accepterade bilden av kraftiga vindar som transporterar intensiv värme från dag till nattsidan. Varma vindar följer planetens rotation österut vilket värmer upp kvällszonen. Med stigande temperaturer är detta område oundvikligt att expandera vilket ökar planetens tvärsnitt och gör det möjligt för den att absorbera solstrålning mer effektivt.

Förutom en allmän liten minskning av ljusstyrkan mot slutet av passagen visar data som erhållits med JWST:s NIRSpec (Near-infrared spectrograph)-instrument också en ökning av kolmonoxid (CO). Detta verkar dock vara en temperatureffekt, inte relaterad till en ökning av kolmonoxidmolekyler.

I kontrast ses mängden vatten (H2O) i atmosfären att sjunka vilket astronomerna tolkar som en bevisad minskning av vattenmolekyler. Temperaturen i den övre atmosfären är tillräckligt hög för att bryta ner vattenmolekyler till deras beståndsdelar. Detta resultat bekräftar återigen förekomsten av heta vindar som värmer kvällsterminatorregionen. MPIA-astronomer som deltog i denna studie var Cyril Gapp (även Heidelberg University), Thomas M. Evans-Soma (även University of Newcastle, Australien) och Eva-Maria Ahrer.

Andra forskare var: Aurélien Falco (Sorbonne Université, Paris, Frankrike), David K. Sing (Johns Hopkins University, Baltimore, USA), Shashank Dholakia (University of Queensland, St. Lucia, Australien), Vivien Parmentier (Université de la Côte d'Azur, Nice, Frankrike), Jérémy Leconte (Université Bordeaux, Frankrike) och Guangwei Fu (Johns Hopkins University).

Nu har WASP-121b mörka sida analyserats

 

MIT-astronomer har lyckats få den hittills bästa vyn av den alltid mörka baksidan av en exoplanet med en bana runt sin stjärna (samma sak som månen är i förhållande till jorden samma sida vänds alltid mot jorden (min anm.). Deras observationer, i kombination med mätningar av planetens permanenta dagsida ger nu första detaljerade vyn av en exoplanets globala atmosfär.

" Vi kan nu ta ögonblicksbilder av specifika regioner i exoplanetatmosfärer för att studera dem som de 3D-system de är," säger Thomas Mikal-Evans postdoktor vid MIT: s Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, som var ledare för studien.

Planeten i centrum för den nya studien som beskrivs i Nature Astronomy är WASP-121b. En stor gasplanet nästan dubbelt så stor som Jupiter. Planeten är en het Jupiter och upptäcktes första gången 2015 i omloppsbana runt WASP-121 en stjärna cirka 850 ljusår bort från jorden. WASP-121b har en av de kortaste banorna runt en sol vi känner till banlängden är endast 30 timmar. Den vänder alltid samma sida mot sin sol. Detta ger en stor temperaturskillnad av dess eviga dag och eviga nattsida.

 Teamet observerade WASP-121b med hjälp av en spektroskop kamera ombord på NASA:s rymdteleskop Hubble. Instrumentet observerar ljuset från en planet och dess stjärna och bryter ned  detta i dess våglängder vars intensitet och färg ger astronomer ledtrådar till en atmosfärs temperatur och sammansättning.

Genom spektroskopiska studier har forskare hittills observerat atmosfäriska detaljer på dagsidorna på många exoplaneter. Men att göra samma sak på nattsidan är mycket svårare eftersom det kräver att man söker efter små förändringar av planetens hela spektrum då denna cirklar runt sin sol.

I studien observerade teamet WASP-121b  under två hela banor – en 2018 och den andra 2019. För båda observationerna analyserade forskarna den insamlade datan för en specifik linje eller spektralfunktion vilket indikerade närvaron av vattenånga.

Detta är en framgång för sökandet efter vad som kan finnas på en evigt mörk sida av en planet vi inte kan besöka närmre (min anm.).

 För mer info följ länken här där även en kort film finns som förklarar än mer från arbetet. NASA stödde denna forskning ovan. https://news.mit.edu/2022/hot-jupiter-dark-side-

Bild från vikipedia. Konstnärs föreställning av WASP-121b.